@ 2012.05.22 , 22:00
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寒武纪的“贝爷”只能吃“婴儿食品”?

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[图中所示是由Espen Horn还原的奇虾模型]

作为寒武纪的“贝爷”——站在食物链顶端的生物,奇虾一直是古生物学家眼中的“宠儿”。它名字来自于希腊语,意为“奇怪的虾”。名字很是贴切,因为奇虾生有一对带柄的巨眼、一对分节的快速捕捉猎物的巨型附肢,还有口中环形排列的利齿,这一切会让人错以为这厮来自另一个星球。也正是由于它“前无古人、后无来者”的奇怪模样,当年科学家发现它的化石时,还错把它看成了三种新物种——1892年,加拿大古生物学家惠特魏最早发现了一只无头、似虾的生物化石,后来由美国地质调查所主管瓦寇特命名为Sidneyia;1911年,瓦寇特命名了属于海参类的Laggania;最后他又命名了一种名为Peytoia的水母类的生物。(#和重: 虽然科学家偶尔也会犯错,但至少此次事件中的Laggania和Peytoia,这俩名字留了下来,其中Laggania即推甘虫。)直到多年以后,剑桥大学地球科学部的教授惠汀顿博士等人发现了奇虾全部身体各部分的化石,这才知道所谓“虾”(触手),所谓“水母”(口),所谓“海参”(躯体),原来都是同一种生物的不同组成部分。

回溯历史,当时的科学家认为,解开谜题的关键就是奇虾的口器到底应该是什么样子。正如前文所述,一开始,瓦寇特在给加拿大布尔吉斯页岩层发掘的、距今五亿年前的化石登记档案时,他发觉了某种挤压变形的环状口器,于是推断自己找到了一种远古的水母新品种,并将其命名为Peytoia。

可能是因为名人的光环效应,几十载以来,学术界一直接受瓦寇特对该新物种的判读。直到1979年,古生物学家惠汀顿和莫里斯在《科学美国人》发文,他们主要研究的是寒武纪各生物的生命形态,其中就包括了原始水母。(#和重:虽然他们认识到那可能不是水母化石,但他们仍把奇虾的口器化石片段认为是别的物种——某种加壳亚门生物。)美国古生物学家、科普作家古尔德在他的《壮丽的生命》一书中,将Peytoia的口器化石,生动地描述为“一种形似菠萝切片和飞盘的综合物。”(#和重:也正是他认为奇虾的发现表示曾经有许多不同的动物门在寒武纪时代灭绝——虽然该论点仍饱受争议。)

1985年,惠汀顿、莫里斯和另一位合作者——布瑞斯,研究了大量的寒武纪生物化石。他们重新排布了这些被挤压变形的碟形口器化石,后来又发现水母真正的嘴部化石,确认这种化石并不是水母,推翻了之前瓦寇特的设想。因为矿化作用的缘故,科学家认为古生物的嘴部与附肢比柔软身体更硬,更容易成为化石。由于缺少保存完整的化石,工作初始展开得并不容易,但随着越来越多的化石标本被发现,他们开始逐渐拼凑、还原出一个异样的新生物——一对很大的带柄的复眼、帮助划水的似鱼鳍的“扇片”、用于猎食的巨大的头前附肢——一种生活在五亿多年前的海洋中最庞大、最凶猛的肉食性动物已跃然在科学家们眼前,而在此之前这都是无法预见到的。

奇虾的口器有点像当今相机的快门(和重:此处有争议,有读者反映应该像光圈)。奇虾主要以坚硬外壳的生物为食,包括三叶虫。奇虾拥有强壮的嘴部结构,可以穿透贝类的外壳。古生物学家在一些三叶虫化石上都能找到圆形或W型的咬痕,后来确认是奇虾所造成的。它们先会利用自己灵活可弯曲的附肢逮住毫无防备的三叶虫,然后将其直接送进自己快门式的口器中碾碎。粪化石提供古生物学家更有力证据,证实奇虾确实会猎补三叶虫——他们在奇虾粪便化石中已经发现了如三叶虫等小型带壳动物的残体,这说明它是寒武纪海洋世界的统治者和食物最终的消费者。

但最近有关奇虾特化为三叶虫猎手的观念,却时常受到质疑。两年以前,美国地质学会扔下了一颗重磅“炸弹”,引来无数媒体跟踪采访[link]——丹佛自然科学博物馆的古生物学家J.Hagadorn认为奇虾的口部非常柔软易弯,根本不具备猎食硬壳三叶虫的身体条件。他猜测奇虾多半只能捕食那些刚刚蜕皮的柔软的三叶虫,在大部分的时间里,奇虾还是主要吃软糊状的食物,例如泥里的蠕虫类、水中漂浮的软质微生物等。(据笔者所知,Hagadorn的研究成果还未付梓,在过去的几年内,也没有发现任何相关研究的报告刊登。)

诚然,虽然奇虾锐利的口器令人害怕,但德国《自然科学》最新的发文,不得不让笔者先重新考虑奇虾掠食三叶虫的印象是否正确。正如文章中作者Allison Daley和Jan Bergstr?m解释的那样,奇虾的口器构造相较于研碎食物,更加适合于吮吸。

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[如图所示,(A)为Peytoia(B)为Hurdia——最近发现的具有独特大头甲的一种奇虾(C)为Anomalocaris canadensis,值得注意的是,最后的(C)的口器,明显区别于前两个——它呈三瓣形,而非四瓣。图片来自于Daly和Bergstr?m, 2012]

就目前所知,在布尔吉斯页岩层发现的化石群系中大概有三种奇虾——Anomalocaris、Peytoia (通常也被称为Laggania。但在Daly和Bergstr?m的文章中,他们认为Laggani更应该被称为Peytoia。尽管它并非是瓦寇特当初所设想的水母,但这个在1911年特意为它创造的新词,放在当今,显得更为合适。),还有新近发现的体型巨大、口腔多齿的Hurdia Hurdia。一开始,人们认为这三种奇虾的口器结构应该会相仿,口部结构非常独特的,都是为32个重叠的牙板所构成,包括4个大牙板与32个小牙板[,形似菠萝切片,中央长有一圈坚硬尖锐的牙齿。比起圆形,其口部更像是矩形的,另外那一环牙齿并不能够互相接触到。

但Daly和Bergstr?m复核从布尔吉斯页岩层挖掘来的奇虾口部化石之后,他们惊奇地发现了一种不同以往的口器——成品字形的三瓣结构,许许多多的重叠的细小牙板分布其间。“这一发现昭示了我们对这一知名的生物,仍存在着重大的误读,“Daly和Bergstr?m在报告中写道,奇虾垂唇的重新认知,使人们进一步降低了它作为三叶虫猎手的可能性。”奇虾属生物的垂唇的中央孔的形状不规则、而且过于狭小,这使得它们并不适合作猛力的咬合动作。“奇虾这种僵硬呆板、过于小巧的口器,看上去更加胜任于吸食小体型的猎物,很可能它们就是依靠筛选寒武纪的海床淤泥,来捕食藏匿其中的各种蠕虫等生物。

然而,奇虾属的生物的口器并不是完全一样。Peytoia和Hurdia是经典的四瓣形,而后者拥有更多额外的利齿。显然,由于捕食不同的猎物,它们各自进化出更适合的口部——奇虾属生物进化出各种形态的用于抓取猎物的头前附肢,也旁证了这一观点。Daly和Bergstr?m 总结道:“与之前的特化观点恰恰相反,奇虾属生物是一种多生态习性的生存多面手(#和重:赶脚更像贝爷了~),从善于伏击的凶猛猎食者,再到在底泥中筛食的食腐清道夫,在生态系统中扮演着重要的角色。“现如今,我们才刚刚打开了解这些神秘的远古生物的大门,还有许多未完的工作。假若这些发现与推断被证明属实,那么寒武纪时期,在奇虾与三叶虫之间的”军备竞赛“的激烈程度,就远非人们初始时所设想的那样紧张激烈。本文译自 Wired / 参考文献,由译者 和重 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 41+1

  1. 失逝
    @5 years ago
    1239195

    菊花。。。眼瞎了

    [73] XX [3] 回复 [0]
  2. watchman
    @5 years ago
    1239197

    没人吐槽一下为什么我最近老沙发吗?

    [0] XX [41] 回复 [0]
  3. watchman
    @5 years ago
    1239199

    这龙虾的头好像菊花。。。

    [13] XX [2] 回复 [0]
  4. 魏大公
    @5 years ago
    1239209

    更适合吮吸。。。。。。。。。。配合他的嘴 。。我喜欢

  5. 巴山渔人
    @5 years ago
    1239211

    贝爷原来活了这么久啊,那么关于最近失业的事,大家都多虑了。

    [36] XX [0] 回复 [0]
  6. 我先不杀你
    @5 years ago
    1239213

    他的外壳只是一种束缚 以免暴走的发生

  7. 墙角男
    @5 years ago
    1239217

    好长,没看完

  8. 巴山渔人
    @5 years ago
    1239219

    另外,寒武纪就有鸡肉了么?看样子是先有鸡后有蛋啊~

  9. zijianshi
    @5 years ago
    1239221

    @watchman: 你又慢了一步吧

  10. scmaybee
    @5 years ago
    1239225

    站在食物链顶端的生物..这话从何谈起

  11. 1239227

    完全看不下去,跟贝爷有什么联系?有人告诉我吗

  12. 懵懂愚人
    @5 years ago
    1239231

    我怎么看 它都像菊花 我的人生为什么会变成这样

  13. 风大算屌毛
    @5 years ago
    1239237

    比科幻电影里的外星怪物还像外星怪物

  14. 塞巴斯酱
    @5 years ago
    1239253

    传闻贝爷大名 一直不敢搜索 我男朋友不喜欢瘦子

  15. 1239255

    异形里的抱脸…

  16. 1239261

    去吧!精灵球!

  17. 疯狗
    @5 years ago
    1239269

    嘎嘣脆 鸡肉味

  18. 煎蛋要半熟!
    @5 years ago
    1239271

    太特么长了……

  19. 1239365

    同意啊..全文除了标题跟结尾有贝爷的影子…..有毛关系啊?

  20. 1239387

    翻译辛苦了

    [22] XX [2] 回复 [0]
  21. 皮卡丘?
    @5 years ago
    1239471

    我怎么看到什么都想吃= =

  22. 和重
    @5 years ago
    1239481

    @皮卡丘?:
    那是因为你有贝爷光环
    话说这里post不能合计进入火星
    可惜了~~~

  23. 泥土
    @5 years ago
    1239497

    我还以为是那个贝爷…

  24. moralla
    @5 years ago
    1239525

    虽然不是第一次看到可还是吃一惊。当初要是这玩意被自然选择下来世界会是神马模样?

  25. 月炎丶鱼儿
    @5 years ago
    1239529

    加壳亚门生物…是甲壳么?

  26. 夜深了
    @5 years ago
    1239533

    此文特邀嘉宾,贝爷。

  27. 1239539

    关于口器形状 可以说像光圈 也可以说像镜间快门
    不过更像镜间快门的结构多一点

  28. Mufasa
    @5 years ago
    1239643

    这是头蟹吧.

  29. 十六夜
    @5 years ago
    1239657

    咬一口~~那是神马感觉~~

  30. 咸菜
    @5 years ago
    1239677

    jandamer爱好太广泛了

  31. 天花板恶魔
    @5 years ago
    1239827

    星际2的利维坦祖宗无误

  32. 1239951

    这货绝不是太阳系出产的,太没感了

  33. dadamon
    @5 years ago
    1240283

    猎捕啊同学不是猎补

  34. 1240297

    贝爷一直变幻为各种形态,存活至今

  35. lazycamel
    @5 years ago
    1240303

    奥特曼,用宇宙光线消灭它!

  36. 1240341

    这个东西就算贝爷不吃掉,也敢CHA它几下

  37. 1240555

    @moralla:
    这生物进化了呀,进化成贝爷了

  38. 1240645

    半条命里的猎头蟹!!!!!!!
    半条命里的猎头蟹!!!!!!!

  39. 咪咪o
    @5 years ago
    1240931

    口器@,嘿嘿嘿嘿

  40. 不厌其凡
    @5 years ago
    1241513

    正看奇虾图入神呢,窗帘悄然飘动扫了一下我裸露的脚,靠!!!尿了

  41. 小安纯
    @5 years ago
    1529425

    此贝爷非彼贝爷,鉴定完毕!

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