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明明我比你高等,结果最后我先灭绝了……

图片:攀缘的井蛙 / 知乎

为什么鲎和鹦鹉螺没有灭绝 ,而三叶虫和菊石却灭绝了?

攀缘的井蛙,化工工程师,项目经理,自然爱好者

ag环亚官网 www.qhwanhong.cn 图多,侵删。

按照我的理解,题主想问的是:

1.三叶虫和鲎形态结构和生活习性接近,为什么三叶虫灭绝了而鲎生存到现代?

2.菊石比鹦鹉螺更高等,为什么菊石灭绝了而鹦鹉螺生存到现代?

下面是我的回答:

三叶虫和菊石其实是一对有趣的对比,它们在地球历史上有许多共同点,比如生存时间都长达数亿年,都曾经兴盛一时,种类繁多,都经历过几次大灭绝事件而依然幸存,最后都在一次大灭绝事件中彻底消失。

刚好在网上找到一张三叶虫和菊石的年代分布图,我标注了五次大灭绝的时间。蓝色和红色彩带的宽度分别代表对应时期三叶虫和菊石的多样性(科数)。

但是对比一下三叶虫(蓝色)和菊石(红色)彩带的形状,二者有着明显的不同。三叶虫自奥陶纪就一路衰退,泥盆纪后更是只有少数种类(蚜头虫)苟延残喘,在图上拉出一段尖细的长尾巴,即使是在两次灭绝事件之间的生态恢复时期也没有出现回升,说明这个家族已经病入膏肓,丧失了竞争力,走向灭绝是可以预见的。而菊石直到灭绝前夕依然欣欣向荣,没有出现种类的锐减。它所代表的生存模式是有活力和竞争力的,只是被颠覆性的外部力量彻底摧毁了。就像一根青翠茁壮的树枝,被暴风雨硬生生地折断了。

所以我认为菊石的灭绝是一场意外,如果没有那颗终结中生代的小行星,它们应该和恐龙还有其他海洋爬行动物一样,继续生存很长时间。至于为什么鹦鹉螺会幸存下来,应该说是幸运吧。也许它们生活在较深的水层,就像其他被深海庇护的活化石一样,幸免于难。

下面重点说说三叶虫和鲎。首先要纠正一点:那就是鲎和三叶虫并不相似,它们的形态结构差别极大,分别代表着节肢动物的两个完全不同的分支(三叶形亚门和螯肢亚门)。

从形态结构来说,鲎的演化程度比三叶虫要高得多。节肢动物演化的方向是体节合并,附肢分化。体节合并形成头部,胸部,腹部之类的身体分区,各自承担特定的功能,以昆虫为例,头部负责感官和进食;胸部肌肉和附肢发达,负责运动;腹部收纳内脏,负责消化,排泄,生殖等等。根据位置和功能的不同,每个体节上的附肢也演化出相应的形态,比如头部的触角和口器,胸部的三对足,腹部的尾须,没有用的附肢退化消失。

这是推测昆虫的演化过程,注意体节合并和附肢分化,图片来源自网络:

对比一下三叶虫和鲎,差别非常明显。这是三叶虫的身体和附肢结构。图片来源自网络:

这是鲎的身体和附肢结构,图片来源自网络:

三叶虫的体节多,形态和功能相近,附肢也没有明显的分化。而且,它的附肢是典型的双肢型附肢,除了运动之外,还兼有呼吸的功能。这是非常原始的特征。而鲎的前部体节愈合成头胸部,后部体节愈合成腹部,头胸部的附肢演化成螯状,负责爬行和进食,呼吸则由腹部的书鳃承担,分工明确,效率也更高。

实际上,正是螯肢动物(鲎和板足鲎)的崛起导致了三叶虫的衰落。海洋底栖节肢动物经历了两次更替,先是螯肢类取代三叶虫,之后是高等甲壳类取代螯肢类。笔者整理了一张图来说明:

所以,现代的鲎其实和末代的三叶虫一样,是一个凋零望族的最后孑遗。面对来势汹汹的甲壳类,它们迟早也会步三叶虫的后尘,走向灭绝。

至于甲壳类,目前它们风头正盛,甚至把无孔不入的昆虫阻挡在海洋之外。甲壳类完美地诠释了附肢分化对节肢动物的意义。比如游泳:

爬行:

打洞:

攀缘:

猎食:

自卫:

争斗:

抱卵:

这些能力使甲壳类在和螯肢类的竞争中占据优势。所以鲎被挤出海洋生态系统也只是时间问题,就像当初它们把三叶虫淘汰掉一样。

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