寒武纪:生命大爆发   
2020-03-10 14:33:10    《中国少年报》
 ○中科院南京地质古生物研究所 冯伟民
  
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  在距今5.2亿年前,当今地球上几乎所有的动物门类祖先,突然涌现,科学 界将这个现象比喻为“寒武纪生命大爆发”。1984 年,我国学者在云南发现了澄 江动物群,被誉为“20 世纪最惊人的科学发现之一”。为什么“惊人”呢?原来, 澄江动物群正是揭示寒武纪生命大爆发的窗口。至今,我们已经发掘了数以万计 的化石,很多关于现代生物多样性起源的奥秘,就保存在这些珍贵的化石中。
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  神奇动物在这里
  
  相对于寂静的前寒武纪生命世 界,寒武纪海洋动物显得生机盎然, 多姿多彩:不仅有大量的海绵动物 (如细丝海绵、斗篷海绵)、刺胞 动物(如先光海葵,原始管虫), 也有叶足动物(如微网虫、怪诞虫)、 腕足动物(如舌形贝),更有古虫 动物(如楔形古虫、西大动物)、 棘皮动物(如云南寒武海百合)和 脊椎动物(如海口鱼、钟建鱼)。
  
  另外,还有一些难以归入已知 动物门类的类群。这些生物虽然一 部分灭绝了,但大都延续至今,构 成了现代地球生物面貌的基础。
  
  寒武纪初期的动物,已经具备 了消化系统、排泄系统、肌肉系统、 神经系统等,因而活动范围不断扩 大。一些动物摆脱了长期单调的海 底生活,开始享受游泳、漂浮等新型生活方式。科学家在澄江动物群 中,已经发现了 290 多个寒武纪动 物种类。现在,我们来认识几个代 表性的种类:
  
  1 “九眼精灵”微网虫
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  微网虫的头像个圆锥,身上布 满了精致无比的成对骨板。你猜猜看,这些骨板上的网状物是什么? 这是微网虫的 9 对复眼!你猜对了 吗? 同时,它还拥有 20 条腿,通 过伸缩环节状的身体,提腿前移。 它也会攀附在水母身上,漂浮生活。
  
  2 奇特的刺状纳罗虫
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  刺状纳罗虫的身体分为头部和 躯干,没有胸节,大约 11 毫米长。 再仔细观察,可以看到刺状纳罗虫 的头甲是半圆形的,头的侧后方长 有一对尖刺,尾甲后面也长有一对较大的尾刺。它喜欢贴近海底游泳 或用内肢步行。
  
  3 “大耳朵”耳形等刺虫
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  耳形等刺虫的两只壳瓣的形 状,像极了两只大耳朵。它的双壳 瓣上布满网状装饰,软体附肢紧紧 包裹其中,背上还有一道长长的绞 合线。它身体的前方长着一对大眼睛和一对触角,以过滤的方式摄食 水中的浮游生物。
  
  4 始莱德利基虫
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  始莱德利基虫体长20厘米, 眼睛长而弯。它的头部分为“固定 颊”和“活动颊”,“活动颊”上长 有很长的“颊刺”。它的胸部有 15 节背甲,还长着一根尾巴似的长刺。 科学家判断,始莱德利基虫生活在 海底附近。
  
  5 “好视力”灰姑娘虫
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  游泳型的灰姑娘也是滤食性动 物,体长2.5 厘米, 由头和躯干两部分 组成。它的头部很 大,像戴着一个半 圆形的头盔。有了 这个“头盔”,躯 干前端的5个体节 能一并得到保护。 它的腹前长着带柄 的大眼睛,视力范 围可以达到惊人的 270°左右。正是有 了这双好视力的大 眼睛,灰姑娘虫才 有可能避开“巨无 霸”天敌——奇虾 的追捕。
  
  6 “巨无霸”奇虾
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  奇虾是寒武纪时期的巨无霸, 体型巨大、身体造型奇特。它体长 最长可达两米,有一对带柄的大而 精细的复眼,而且具备一个有着强 大肢解能力的大型口器——直径最 大可达25厘米。这位巨无霸是游 泳健将,能快速地捕捉猎物。
  
  7  妩媚的抚仙湖虫
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  抚仙湖虫体长10厘米,头部 半圆形。它长着两对长长的触角, 触角之间有一对长柄的大眼睛。它 的腹部也长着类似“腿”的肢体, 尾巴上还附有尾扇。它会在海底滑 游,或爬或游,是食泥性动物。
  
  生命世界真精彩
  
  这些动物是不是很神奇?寒武 纪时代的澄江动物群,占据着不同 海洋生态水域,不仅出现了底栖爬行的、底栖固着的、底 栖钻埋的生活方式,而 且出现了游泳的、漂浮 的生活类型。例如,底 栖爬行的中华微网虫、 底栖固着的海绵动物、 底栖钻埋型的舌形贝、 底栖游移的帽天山虫、 底游的三叶虫、游泳的 奇虾和漂浮的星口水母 等等。动物生活空间的 极大拓展,必然丰富动物的食物来源,导致动物 取食的多样化,如捕食、 食腐、滤食、食沉积物和 杂食等。
  
  这时,多级营养食物 链也已经形成。初级生产 者由底栖藻类、碎屑、光 合浮游生物和细菌浮游生 物组成。初级消费者包括了海绵动 物、腕足动物、浮游动物等,捕食 者则包括食腐动物和其他节肢动 物。顶级捕食者毫无疑义是奇虾。 科学家在奇虾排泄物中发现了三叶 虫碎片,提供了奇虾捕食其他动物 的直接证据。
  
  有趣的是,动物的许多器官似 乎是在寒武纪大爆发中“突然”出 现的,这是为什么呢?科学家推测, 在寒武纪的海洋中,生物多样性的 剧增,使动物们感受到了强烈的生 存竞争和捕食压力。为了生存,它 们搞起了“军备竞赛”,各类器官 不断进化,眼睛这种敏锐的感觉器 官也就应运而生了。
  
  可以看出,“生命大爆发”的 寒武纪,是动物门类最集中涌现的 时代,是动物开始捕食与被捕食、 相互依存且彼此竞争的时代。因此, 那时的生命世界格外精彩。

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