不忍直視的物種:一種新發現的「丁丁蟲」

2021-01-15 果殼

都說東方文化溫柔內斂,西方文化熱情開放,這點不但在文學藝術作品上多有表現,就連對動植物的命名也是如此。拿植物來說,蘭科的紅門蘭屬和豆科蝶豆屬,中文名字聽起來都挺正常,但是它們的學名就有些「不堪入目」了,Orchis 和 Clitoria,不懂的話找個僻靜的地方翻起字典查查吧。

不得不說,紅門蘭和蝶豆的名稱都很形象。圖片:Correvon H, Album des Orchidées d'Europe / Van Géel PC, Sertum Botanicum

對於動物來說,這種差異就更為多見了。比如單環刺螠在我國被羞答答地稱作「海腸」,而老外們則直接「以形名形」地將其稱作「Chinese Penis Fish」,也就是網友口中的「中華丁丁魚」。

當然,這單環刺螠是螠蟲動物門的成員,以「魚」相稱並不恰當,被稱作「Penis Worm」,也就是「丁丁蟲」,可能會更為合適一些。不過不幸的是,「Penis Worm」的名稱已經被另一個動物類群所佔據了。更為霸氣的是,這類動物所組成的一門的名稱叫做Priapulida,其拉丁文原意就是陰莖,當然,我們也可以說它代表的是希臘神話中司生殖之神普裡阿普斯。如此高大上的名稱來源,比單環刺螠們不知道高到哪裡去了。而這類動物,也正是本文的主角——鰓曳動物。


奇特的外貌

鰓曳動物這個名稱最早來源於日本,也許是翻譯問題,也有人稱其為「曳鰓動物」。之所以得到這個中文名稱,是因為這類動物通常在身體末端拖有一坨類似鰓的呼吸器官,稱為尾附器。然後再配合上它身體的「丁丁」模樣,我們就可以想像的來它的大致形態了。

鰓曳蟲Priapulus caudatus的形態。圖片:sjoharen.com

鰓曳動物最具特徵性的結構,除了呼吸器官外,就要數吻部結構了。鰓曳動物具有一個直徑和身體相當、甚至略大的吻。這個吻可以向外翻出,因此又稱之為「翻吻」。翻吻上面,具有20-25列規則分布的、向後彎曲的刺狀吻突。不過,雖然稱作「翻吻」,但這一器官並不主要負責取食。事實上,鰓曳動物的吻突更多的是執行運動功能,依靠翻吻的伸縮來在海底泥沙中鑽行。

而真正的取食器官,是吻後部的咽。鰓曳動物的咽通常收縮在體內,但是可以依靠體壁的收縮,增加體液壓強而翻出、膨大。和翻吻類似,咽部也密集排列了許多幾丁質成分的咽齒。外翻的咽就好像一個狼牙棒一樣,能夠勾住食物,然後通過咽的收縮將食物帶入消化道中。同時,咽部的咽齒也能起到磨碎食物的作用。而能夠翻出、膨大的咽部,或許就是它被稱為「丁丁蟲」的主要原因。

鰓曳動物吻和咽部特寫,可以看見幾丁質的齒。圖片:reefkeeping.com

鰓曳動物生活的環境主要是靠近兩極地區較為寒冷的海底。通常它們在泥沙中挖掘出的豎直或U形的管道,並生活於其中,還有幾種鰓曳動物也會偶爾在海底的泥沙上爬行,生活方式頗類似於蚯蚓。並且它們與蚯蚓也的確也具有一定親緣關係。長期以來,動物學家們根據能夠翻出的吻這一結構,將鰓曳動物歸為包括棘頭動物、動吻動物和線蟲動物在內的假體腔動物類群中。但20世紀60年代,科學家們發現鰓曳動物具有體腔膜,因此將其歸為包括環節動物在內的真體腔動物中。不過,在內部結構上,鰓曳動物和蚯蚓還是有十分顯著的差異的,例如蚯蚓不但體表分節,其內部的不少器官也是按節分布的,而鰓曳動物雖然體表看上去也存在「環」,甚至還有剛毛存在,但其內部器官並沒有明顯的分節現象。因此可以看作鰓曳動物保留了較多原始的特徵。


曾經輝煌的過去

目前,整個鰓曳動物門共發現有3個科,18個種,和其他動物門類相比,它的「蟲丁」並不興旺。然而,在5億年前的寒武紀時期,鰓曳動物在分布和多樣性上,僅次於節肢動物和海綿動物,佔據了動物多樣性的第三把交椅。這個時期的鰓曳動物,被統稱為古蠕蟲類(Palaeoscolecidian)。

多樣的古蠕蟲動物。圖片:nigpas.cas.cn

在寒武紀時期,古蠕蟲類動物極大繁盛,是當時海底生物群落中不可或缺的一員。在我國著名的寒武紀動物化石群雲南澄江化石群中,就有大量的古蠕蟲化石出土。通過化石人們了解到,這些古蠕蟲類相比於現生的鰓曳動物,具有極為多樣化的身體結構和生活方式。例如,不同於現存鰓曳動物裸露的體表,在寒武紀時代有一批古蠕蟲體表覆蓋著許多小骨片組合而成的「盔甲」,甚至有的小骨片彼此融合,形成了環狀或片狀的骨板,以此來防禦當時的節肢動物掠食者;一些古蠕蟲如環飾蠕蟲(Cricocosmia)等,能依靠骨板藉助身體的扭動在海底爬行;而另一類古蠕蟲則將自己套在一個自己分泌形成錐形的蟲管中,如似管蟲(Paraselkirkia);還有一類古蠕蟲如小黑箐蟲(Xiaoheiqingella)行掘洞生活,身體結構已經和現生鰓曳動物的代表鰓曳蟲(Priapulus)十分相似,唯一缺少的就是尾部具有呼吸功能的尾附器。


似管蟲的化石(左)與生境(右)。圖片:lifebeforethedinosaurs.com


新的發現

除了澄江化石群外,在加拿大伯吉斯頁巖動物群中,也有大量的鰓曳動物化石出土,其中數量最為龐大的,是被稱為奧託蟲(Ottoia)的鰓曳動物。奧託蟲從外形上看,和現生的鰓曳動物已經十分相似了,同樣也在泥沙中的管中生活。不過它和小黑箐蟲一樣缺少發達的尾附器。

長期以來,科學家們認為廣泛分布的奧託蟲,都屬於O. prolifica這一個物種。然而在一項最新的研究中[1],英國科學家通過對化石咽齒的詳細形態學研究發現,事實上O. prolifica應該至少包含兩個物種。它們的區別在於,其中一種的咽齒上具有多個齒突,而新發現的物種中,咽齒上的齒突為三個。這種新的奧託蟲被命名為O. tricuspida,意為「三齒奧託蟲」。

兩種奧託蟲咽齒的差異。圖片:參考資料1

這一奧託蟲新物種的發現表明,在寒武紀時代,鰓曳動物的多樣性可能比人們早先估計的更高。由於鰓曳蟲幾丁質的咽齒和吻突很容易形成微化石,因此通過對這些微小化石的進一步研究,可能會使我們對寒武紀時期鰓曳動物的多樣性產生新的認識。

奧託蟲和其生境。圖片:petrifiedwoodmuseum.org

億萬年的時光過去,隨著時代的變遷,興旺的古蠕蟲家族在與新興的環節動物、發展的節肢動物等類群的競爭中逐漸敗下陣來,僅剩下目前的鰓曳類殘喘於南北高緯度地區的海底。古蠕蟲的衰敗可能與其結構和生理機能有關:例如它們通過液壓運動的方式,就比環節動物和節肢動物的肌肉要低效的多,並且它們通常缺少專門的呼吸器官,需要經過體表進行氣體交換,這也對它們的生理活動造成了極大的限制。因此,現生的鰓曳動物放棄了運動能力,並且通常都具有發達的尾附器,來執行同鰓一樣的氣體交換功能。

一個曾經興旺大家族落敗如此,不禁讓人唏噓。而演化之道,正是如此。(編輯:老貓)





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