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【2018年物种日历】2月27日 三叶虫

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有些事物可以传达穿越时空的思念,哪怕经历沧海桑田,小行星撞击,依然保留着原来的样貌,让人忍不住想要发问:“你的名字是……”

没错,这就是泷与三叶(划掉)恐龙与三叶虫。如果说恐龙是古生物中的脊椎动物势力代表,那无脊椎动物势力的代表毫无疑问该是三叶虫。这二者在真正的古生物研究里只占了有限的部分,但在大众文化里俨然已经是古生物的代名词之一了


古生代海洋想象图,趴在海底的就是三叶虫了。图片:Heinrich Harder / wiki commons(1916?)

三叶虫是已知最早出现的节肢动物类群之一,可以说是赢在了起跑线上。而这位选手的爆发力和耐力也十分惊人,不但演化出了极高的多样性,而且在早期地球的海洋里游弋了2亿多年;虽然最终走向灭绝,依然无愧为地球历史上最闪耀的生物类群之一。


来,与地球上第一批出现的眼睛(复眼)对视下。图片:Tomleetaiwan / wiki

三叶虫有哪三叶?

不论是三叶虫这一中文名,还是英文名trilobite,都在强调它颇具特色的身体结构:从纵轴上看,三叶虫的身体可以分为头、胸和尾板三个部分;从横轴上看,又可以分为中叶和左右侧叶三个部分


三叶虫的基本身体结构。图片:Sam Gon III / wiki commons

除此之外,三叶虫还有两个容易被忽略的细节:它们有复眼和触角,相似今天的昆虫和甲壳类;腹部有大量灵活的附肢,用于游泳和爬行。


保留了大量细节的三叶虫腹面化石,可以看到触角和附肢。图片:wiki

下面这张复原图详细地描绘了三叶虫的基本身体构造:


图片:Jesse Earl Hyde & Rosier-HR/ wiki commons

和上面的化石相比,是不是感觉大不一样?大部分三叶虫化石宛如一块浑圆土坷拉,而真正的三叶虫看起来全身都是腿,腿长得还特别密,颇有蚰蜒风范(下拉看蚰蜒,虫恐谨慎)。



蚰蜒。图片:wikimedia.org

如果大部分三叶虫化石都能保留腿部,说不定它们当初就被命名为“海蚰蜒”了,正好和捕食它们的海蝎子凑成相爱相杀的一对。

被动防御的三叶虫

为什么三叶虫看起来有那么多腿呢?因为,它们的附肢是节肢动物中比较原始的版本——二叉型附肢。这种附肢在基部“兵分两路”,其一是比较普通的足,另一肢则用于呼吸或游泳。今天,这种结构的附肢在甲壳类里还很常见,昆虫、蜘蛛等陆生节肢动物就不怎么用了——它们都购买了更新版的单肢型附肢DLC。


“兵分两路”的附肢,下面一肢是足,上面一肢用于呼吸。原图:Micha L. Rieser;改动:Antonov / wiki commons

除了游泳和爬行,一些三叶虫还有另一种特殊的“小动作”——团成一个球来抵御敌害。有些三叶虫的化石保持着团成一团的状态,不难想见,它们在生命的最后一刻依然做出了顽强的抵抗。除了三叶虫之外,节肢动物里能团成比较完美的球形的,还有球鼠妇、球马陆、球蠊和球金龟——它们名字里的“球”字真不是白给的。


“这是我最后的波纹防御了!你收下吧!”“三——叶——虫!”(设计台词)图片:Wilson44691 / wiki commons

瞧着地球最古老的团子你就知道,三叶虫基本上是个比较怂的角色;没有多少进攻手段,靠消极的防御保护自己。人们一般认为:三叶虫主要在海床上活动,像海参或蚯蚓一样取食沉积物,排出泥沙,吸收里面的食物碎屑。然而,在一项近期的研究中,科学家检查了保留有消化道的三叶虫化石,却没有在这些标本的消化道里检出泥沙成分——这部分三叶虫可能不是翻泥沙的,而是捕食者。三叶虫虽然谈不上多厉害,欺负欺负蠕虫之类的软柿子总还是可以的。

化石告诉我们什么

生物化石的保存状况大多不尽人意,这让我们了解古生物时往往如同管中窥豹,难以知晓它们真正的样貌。我国山东等地产一种奇妙的石头,上面的图案仿佛是一群飞翔的燕子或蝙蝠;古人难解其中奥妙,按图案的形状将其命名为“燕子石”或“蝙蝠石”,用于装饰或加工成砚台等器具。这些石头,其实就是三叶虫的外壳残片

即使是那些相对完整的化石,也难逃常年累月的挤压、变形、磨损、风化,不复当年风采。幸而还有少数保存良好的化石,经技艺精湛的修复师之手,向我们展示古生物原本的面目。产自摩洛哥、俄罗斯、加拿大安大略省等地的一些三叶虫化石,保存状况上佳,很多长着浮夸的棘刺和其他外饰,令全世界的化石爱好者和收藏家魂牵梦萦。来欣赏一下:


比如这只三戟三叶虫Walliserops trifurcatus,头顶一柄草叉…啊不对,三叉戟,威风凛凛,宛如海神波塞冬降临。图片:Daderot / wiki commons


Trilobite ordovician则有一对壮观的“水牛角”和两根长长的尾刺。图片:Vassil / wiki commons


Quadrops flexuosa的刺就比较难以形容了……图片:Daderot / wiki commons

这些夸张的棘刺作用可能类似现在骨螺的棘刺,可以防止自己被敌人囫囵吞下肚;而头部的角则可能是雄性间争风吃醋的武器,相当于今天的各种犀金龟和锹甲——这么一说,也许三叶虫是地球上最早一批“勾心斗角”的生物呢。


维纳斯骨螺的壳(左)与双叉犀金龟(右)。图片:Richard Parker & LiCheng Shih / flickr

毫无疑问,三叶虫是成功的,它们从寒武纪开始一直人丁兴旺,经历了数次大大小小的灭绝事件依然坚守阵地。但它们也是失败的,作为演化树上的一支遭到了灭顶之灾,在二叠纪末彻底消失,没有留下任何后代。


今日再提起三叶虫,我们脑海里浮现的就会是这样了。图片:Daderot / wiki commons

今天,地球上生物类群的雏形,基本都是在寒武纪大爆发中奠定的。在那之后,不断有各路好汉在历代的灭绝事件中被“满门抄斩”,永远从地球online(游戏)中删号。今天地球上的所有生物都来自同一个祖先,都走过了相同的时间。对一些命悬一线的类群,我们不应抱着“孑遗”“进化的死胡同”“适者生存”的态度撒手不管。我不是针对谁,我是说地球上在座的各位,管是大熊猫是苍蝇还是大肠杆菌,只要还在为生存延续奋斗,就依然是地球40亿年生命演化竞赛中,站在顶点的赢家。(编辑:hannah;审稿:邢立达)

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