【地球演义】第九十九回 志留纪-漫长的复苏

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  似乎永远不会结束的大灭绝终于告一段落。密集的生态灾难带走了85%的海洋生物物种,也给奥陶纪画上了一个惨烈的句号,只留下一个残败不堪的生态系统和少量苦苦求生的幸存者。萧索空旷的地球就这样蹒跚地走进了名为志留纪(Silurian)的地质时代。

挪威哈德兰的奥陶纪-志留纪边界线剖面和代表化石(图片来源自[1])。红色和黄色标明的是奥陶系顶部地层和化石,绿色标明的是志留系底部地层和化石。经过大灭绝的打击,志留纪早期的生物无论是种类还是丰度都大幅下降。


  志留纪只持续了大约2500万年,是古生代六个纪中最短暂的,其他五个纪(寒武纪5600万年;奥陶纪4100万年;泥盆纪6000万年;石炭纪6000万年;二叠纪4700万年)都比它长了几乎一倍左右。在整个志留纪中,地球都在努力恢复被奥陶纪末大灭绝重创的生态系统,终于在志留纪末,海洋动物的种类和数量(主要依据是科和属的数量)追平了奥陶纪的最高水平。从这个角度来讲,志留纪本身又是一场历时2500万年的漫长复苏。

海洋动物科数变化曲线。大灭绝造成了奥陶纪和志留纪交接处的低谷,经过2500万年的恢复,志留纪末期达到奥陶纪的高峰水平。图片来源见水印。


  重归繁荣的志留纪海洋中,珊瑚,海百合,笔石类和腕足动物是最繁盛的族群。腕足动物种群在大灭绝结束后迅速恢复和发展,构成了底栖生物的主体。笔石也是志留纪地层中最丰富的化石之一,但基本上只有单笔石目(Graptoloidea)一枝独秀。它们是笔石动物的最后繁荣。三叶虫和甲壳动物在海洋中游曳,扮演着初级消费者的角色。不过二者的数量对比已经发生了变化。元气大伤的三叶虫再也没能恢复往昔的繁盛,不得不把越来越多的生态位让给日趋兴盛的甲壳动物。

各类笔石动物的生存时间。繁盛于奥陶纪海洋的各类笔石大多都没能熬过大灭绝。志留纪笔石动物虽然恢复了庞大的数量,但多样性远远低于奥陶纪。图片来源自网络。


各类腕足动物生存时间。腕足动物在志留纪早期迅速恢复和发展,并在泥盆纪达到了又一次大繁盛。图片来源自网络。


  头足类角石和板足鲎也都从大灭绝中幸存下来,依然占据着食物链的顶层。房角石生存到志留纪的中期,但似乎再也没有长到奥陶纪时的巨大体型。而板足鲎一路奋起,演化出像翼肢鲎(Pterygotus)这样的装甲怪物,在和头足类的竞争中开始占据主动,这是节肢动物第一次也是唯一一次登上地球生态系统的顶峰。

翼肢鲎体型示意图。除了巨大的身体,它还装备了灵活的螯状肢,无论捕捉活的猎物或者捡食动物尸体都更加方便。图片来源见水印。


  志留纪生态系统以古生代演化动物群为主体,似乎重现了奥陶纪的景象,但进化的力量已经悄然改变了这个世界。在志留纪中期,两类划时代的生命类型出现了,那就是陆生维管植物和有颌鱼类。在奥陶纪,无论是陆生植物,还是无颌的鱼形动物(除了牙形动物以外),都位于生态系统的绝对边缘。可以说,它们是否存在对整个地球生态系统几乎没有任何影响。在长达百万年的生态灾难中,无数种类更多,分布更广,更加强大有力的物种消失了,它们却奇迹般地幸存下来,并且摸索出异常强大的生存武器。一些植物演化出支撑躯体和输送养料的维管系统,吹响了进军陆地的号角。而饱受头足类和节肢动物欺压的脊椎动物第一次拥有了可以自由咬合的上下颌骨,开始了逆袭之路。志留纪出现的这两项演化成就,塑造了之后4亿年的地球景观和演化历程。

志留纪的陆生植物(顶囊蕨和工蕨)大量生长在淡水湖沼附近,它们是森林和草原的雏形,而游动在水中的有颌鱼类,将会爬上陆地,化身为丛林和原野的精灵。图片来源见水印。



志留纪的海洋中,板足鲎,角石和早期有颌鱼类展开了激烈的生存竞赛。它们代表的三大门类:节肢动物,软体动物和脊索动物在随后的4.4亿年里反复缠斗,几番起伏,各自在这个小小的星球上建立起自己的伟大王朝。图片来源自网络。

地球名片:

地质时期:显生宙-古生代-志留纪

起止时间:4.4亿年前 – 4.2亿年前

持续时间:2千5百万年

发生事件:海洋生态系统恢复,陆生维管植物出现,有颌鱼类出现

代表生物:海洋无脊椎动物门类,甲胄鱼类

代表化石:腕足动物,笔石,板足鲎,无颌类和有颌类


参考文献:
[1] Heath, R. A. & Owen, A. W., Stratigraphy and biota across the Ordovician-Silurian boundary in Hadeland, Norway. Norsk Geologisk Tidsskrift, Vol. 71, pp. 91-HJ6. Oslo 1991. ISSN 0029--196X

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评论 (30) 只看楼主

热门评论

  • 2017-06-15 08:47 水煮柠檬 只看Ta

    我来当回推理帝

    楼主之前虽然在果壳断更,但却在知乎上开了专栏把果壳上的帖子转了过去(见这里https://zhuanlan.zhihu.com/diqiuyanyi-jingwa),而且更新很快,基本上一天一篇。但17天前(5月29号左右)突然停更了。是否可以合理推理出他就是5月底当上爸爸的?因为转之前已经有的帖子又不是很难,复制粘贴谁都会,唯有可能当上爸爸之后的手忙脚乱才会让他不得已停止更新

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全部评论

  • 1楼
    2017-06-15 08:04 黑色流星123 只看Ta

    沙发!一大早打开果壳就看到了这个帖子,楼主如期恢复更新真是太好了。

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  • 2楼
    2017-06-15 08:13 人生的回环 只看Ta
    引用@黑色流星123 的话:沙发!一大早打开果壳就看到了这个帖子,楼主如期恢复更新真是太好了。

    哈哈,不知道的还以为是作者生孩子吶。

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  • 3楼
    2017-06-15 08:47 水煮柠檬 只看Ta

    我来当回推理帝

    楼主之前虽然在果壳断更,但却在知乎上开了专栏把果壳上的帖子转了过去(见这里https://zhuanlan.zhihu.com/diqiuyanyi-jingwa),而且更新很快,基本上一天一篇。但17天前(5月29号左右)突然停更了。是否可以合理推理出他就是5月底当上爸爸的?因为转之前已经有的帖子又不是很难,复制粘贴谁都会,唯有可能当上爸爸之后的手忙脚乱才会让他不得已停止更新

    [3] |
  • 4楼
    2017-06-15 09:09 一个弓箭手 只看Ta
    引用@水煮柠檬 的话:我来当回推理帝楼主之前虽然在果壳断更,但却在知乎上开了专栏把果壳上的帖子转了过去(见这里https://zhuanlan.zhihu.com/diqiuyanyi-jingwa),而且更新很快,基本上...

    有理有据令人信服

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  • 5楼
    2017-06-15 09:10 Stavros_BH1QQN 只看Ta

    太好了,又更新了!

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  • 6楼
    2017-06-15 09:27 少爷jim 只看Ta

    这个开篇正好是复苏与回归啊,切题。

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  • 7楼
  • 8楼
    2017-06-15 11:18 任风飞扬 只看Ta

    地球老了

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  • 9楼
    2017-06-15 16:09 ziggle 只看Ta
    引用@水煮柠檬 的话:来当回推理帝楼主之前虽然在果壳断更,但却在知乎上开了专栏把果壳上的帖子转了过去(见这里https://zhuanlan.zhihu.com/diqiuyanyi-jingwa),而且更新很快,基本上...

    原po好像自己说过是老婆生娃停更。。。不需要推理,翻帖子就知道了。。。

    来自果壳网移动版
    [0] |
  • 10楼
    2017-06-15 16:13 ziggle 只看Ta
    引用@人生的回环 的话:哈哈,不知道的还以为是作者生孩子吶。

    https://m.guokr.com/post/788043/
    第一个回帖,作者休陪产假去了。

    来自果壳网移动版
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  • 11楼
    2017-06-15 16:36 水煮柠檬 只看Ta
    引用@ziggle 的话:原po好像自己说过是老婆生娃停更。。。不需要推理,翻帖子就知道了。。。

    重点是推算生孩子时间

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  • 12楼
    2017-06-15 16:37 水煮柠檬 只看Ta
    引用@ziggle 的话:原po好像自己说过是老婆生娃停更。。。不需要推理,翻帖子就知道了。。。

    重点是推算生孩子时间

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  • 13楼
    2017-06-15 19:41 攀缘的井蛙 只看Ta

    哈哈,谢谢大家,确实是忙得不可开交了一阵。现在总算步入正轨。尽量日更,不过也不敢保证。

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  • 15楼
  • 16楼
  • 17楼
  • 18楼
    2017-06-15 23:15 当风过时 只看Ta

    终于等到更新了

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  • 19楼
    2017-06-16 04:43 某控 只看Ta
    引用@人生的回环 的话:哈哈,不知道的还以为是作者生孩子吶。

    诶~?不就是产假么?

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  • 20楼
    2017-06-16 07:45 trilobite-cc 古生物学与地层学博士生 只看Ta

    志留纪中还有一类重要的生物类群和重要的事件,那就是节肢动物的登陆,我们常常看到都是在说两栖类的登陆,其实早在它们之前,甚至是原始蕨类植物登陆之前,一些小型节肢动物就已经踏上了那片陌生而神秘的海岸~

    [1] |
  • 21楼
    2017-06-16 19:16 叶鸿泽 只看Ta

    奇虾不属于节肢动物吗?为什么说志留纪板足鲎第一次代表节肢动物登上食物链巅峰?

    [1] |
  • 22楼
    2017-06-17 07:52 trilobite-cc 古生物学与地层学博士生 只看Ta
    引用@叶鸿泽 的话:奇虾不属于节肢动物吗?为什么说志留纪板足鲎第一次代表节肢动物登上食物链巅峰?

    确实这里有点问题的感觉,奇虾确实应该是名副其实的节肢动物,听听井蛙的解释吧~

    感觉应该是头足类的直角石才曾经是在奥陶纪头足类中第一次唯一一次登上了食物链的顶端

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  • 23楼
    2017-06-17 21:56 攀缘的井蛙 只看Ta
    引用@trilobite-cc 的话:志留纪中还有一类重要的生物类群和重要的事件,那就是节肢动物的登陆,我们常常看到都是在说两栖类的登陆,其实早在它们之前,甚至是原始蕨类植物登陆之前,一些小型节肢动物就已经踏上了那片陌生而神秘的海岸~

    是的,志留纪篇会专门介绍无脊椎动物登陆和土壤生态系统。

    有个问题请教:节肢动物到底是从海洋直接登陆,还是和绿色植物,两栖动物一样,经由淡水登上陆地呢?我倾向于后者。相对于海洋,淡水和土壤生态系统的联系更加紧密,文献上也说板足鲎和蝎子都曾经演化出淡水生的种类。

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  • 24楼
    2017-06-17 22:01 攀缘的井蛙 只看Ta
    引用@trilobite-cc 的话:确实这里有点问题的感觉,奇虾确实应该是名副其实的节肢动物,听听井蛙的解释吧~感觉应该是头足类的直角石才曾经是在奥陶纪头足类中第一次唯一一次登上了食物链的顶端

    奇虾是节肢动物吗?我看到的是把奇虾和异虫(叶足动物)当作节肢动物的姊妹群,就像现代的栉蚕和水熊虫一样。


    上图中奇虾的位置,很靠近节肢动物,但并没有包含进去。

    很想听听您的意见。

    [0] |
  • 25楼
    2017-06-18 08:17 trilobite-cc 古生物学与地层学博士生 只看Ta
    引用@攀缘的井蛙 的话:是的,志留纪篇会专门介绍无脊椎动物登陆和土壤生态系统。有个问题请教:节肢动物到底是从海洋直接登陆,还是和绿色植物,两栖动物一样,经由淡水登上陆地呢?我倾向于后者。相对于海洋,淡水和土壤生态系统的联系更...

    你的问题一直也是相关科学家在研究的,以前我也不是很了解,一直认为是原始蕨类首先登陆,然后动物们才登陆的,因为觉得动物们的食物可能是这些植物,不然它们在上面吃什么啊?不过不久前我译了一本国外昆虫学家的书后,有了不同的认识。原文是这么说的,“许多生物学家一直认为只有植物首先登陆了才能建立起供动物生活的生态系统。但一些确凿的证据表明事实或许并非如此。一些节肢动物的足迹化石可以追溯到晚奥陶世的沉积物中。即便是陆生植物在那时就已经存在了,但根据这些足迹也可以很清楚地看出节肢动物正走出广阔潮湿的海底,与植物完全独立,最早地踏上了陆地。”“如果节肢动物在4.43 亿年前就已经漫步于海滩上,那么它们会在那儿干什么呢?它们可能正在躲避深水的捕食者。我们只能猜想踏足陆地的最早动物是那些生活在极浅水环境潮间带的节肢动物。”“似乎有两类节肢动物同时向海岸线进军:蛛形类(arachnids)和多足类(myrapods)。”其中举出最可能的例子就是类似蝎子的小型节肢动物。它们都是肉食性的,所以在植物登陆前就可以生活在海岸边了,等待取食一些被海水带到岸边的动物尸体,比如三叶虫,呵呵。

    当然,这些都是在化石和现生生物比较的基础上,学者们的一些推测,还在不断进行修正,但是我觉得这提出了一种可能性很高的假设,将我们从过去的传统观点推到一个全新的高度。

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  • 26楼
    2017-06-18 08:28 trilobite-cc 古生物学与地层学博士生 只看Ta
    引用@攀缘的井蛙 的话:奇虾是节肢动物吗?我看到的是把奇虾和异虫(叶足动物)当作节肢动物的姊妹群,就像现代的栉蚕和水熊虫一样。 上图中奇虾的位置,很靠近节肢动物,但并没有包含进去。很想听听您的意见。

    谢谢你的这些提醒,记得我最初接触奇虾这种动物时,还说它是一种动吻动物,好陌生的动物。后来,很多学者都在研究奇虾,而且对其归属似乎有不同的看法,而节肢动物说也是其中很主要的一派。从上面的图可以看出奇虾类所属的Radiodonta处于我们所比较熟知的节肢动物与叶足动物、缓步动物等的中间过渡位置。

    不过井蛙,我不知道我看得对不对,图中的Arthropoda是用一个椭圆表示的,而它分为了两个侧枝,一个是奇虾所属的Radiodonta,一个是演化出双瓣壳节肢动物和其他节肢动物的一个庞大支系,我怎么觉得至少从这张图中,作者是认为奇虾类是那些节肢动物的姐妹群,和后面的节肢动物都是属于广义的Arthropoda的?你再仔细读读原文,看看作者有没有说到?

    其实奇虾的分类位置一直都有争议,我也没有研究过奇虾,也就是旁观一下,不过我还是先收回奇虾是真正节肢动物这句话吧,说不定哪天它真的不是了,自立门户,傲视群雄呢,呵呵~

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  • 27楼
    2017-06-18 08:33 trilobite-cc 古生物学与地层学博士生 只看Ta

    对了,欢迎回归,非常期待看到你关于地球生命的精彩故事~

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  • 28楼
    2017-06-25 19:38 飞翔的老猫 只看Ta

    又开始更新了,太好了

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  • 29楼
  • 30楼
    2017-06-26 20:10 弗拉基米尔大帝 只看Ta

    志留纪晚期已经有1米以上的鱼类了,脊椎动物开始崭露锋芒,无脊椎动物的统治王朝接近落幕

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  • 31楼
    2019-01-17 10:43 最后的耳语 只看Ta
    引用@攀缘的井蛙 的话:奇虾是节肢动物吗?我看到的是把奇虾和异虫(叶足动物)当作节肢动物的姊妹群,就像现代的栉蚕和水熊虫一样。 上图中奇虾的位置,很靠近节肢动物,但并没有包含进去。很想听听您的意见。

    系统分类就卡特征,节肢动物顾名思义,身体附肢分节,奇虾之所以有争议是因为它太原始,身体没有明显的骨化和关节,反而有似叶足的桨状叶片,但他的大附肢太“节肢”了,所以又被认为是节肢动物,而口器又有成为鳃曳动物的可能。。。。。。。 其逻辑就像麒麟,你看到头就说它是龙,看到蹄子就说是马。。。。。。反正古生物就这样,言之成理即可。真相如何,还需要时间。

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