埃迪卡拉生物群|地球的生物历史神秘的埃迪卡拉生物群( 二 )


埃迪卡拉生物群|地球的生物历史神秘的埃迪卡拉生物群

查恩盘虫
狄更逊水母(Dickinsonia)
狄更逊水母是埃迪卡拉生物群中明星类型,曾被认为是多毛类、刺胞动物、扁形动百思特网物、环节动物,甚至被归入非后生动物文德生物类或地衣类、真菌类 。狄更逊水母产自南澳大利亚、俄罗斯,主要产于砂岩中 。
狄更逊水母的身体为椭圆形或长椭圆形,呈薄饼状,长度可达1.4米,厚度却只有几毫米,两侧对称,明显分节,可能通过表皮摄取营养 。其形态特征与现代海洋中的一种多毛类环节动物Spinther颇为相似,但后者的个体很小,营寄生生活 。
最近有研究提出,狄更逊水母具有两辐射对称的特性,且内部具有可与现生的栉水母动物的胃水管系统类比的构造 。并据此认为狄更逊水母与栉水母动物亲缘关系密切 。
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狄更逊水母
圆盾盘虫(Asp百思特网idella)
盘状的Aspidella terranovica 是最早被发现的埃迪卡拉化石 。该化石最早发现于圣约翰市市区普莱斯考特和达科沃斯街的黑色砂岩和页岩 。尽管最初Aspidella terranovica 被很多作者视之为非生物结构,但最近研究表明了其生物属性,认为它们可能是叶状体生物固着的圆盘 。Aspidella 的表面具有同心环和/或向中心会聚的射线 。其直径在1到180毫米之间,大多数为4到10毫米之间 。
斯普里格虫 (Spriggina )
斯普里格虫是埃迪卡拉纪的代表性化石之一,生活在大约5.5亿年前 。这是一种分节的生物,有些像现代的多毛类环节动物,长大约3-5厘米 。其前端几个节融合在一起形成头,上面还可能有眼睛和触角 。其身体两侧对称,底部覆盖着两排相互咬合的坚硬板片,而顶部覆盖着一排 。它们可能会捕食,但没有发现口和消化器官,也没有发现爬行的痕迹 。
斯普里格虫类似叶状体的生物,曾被归为环节动物 。目前一般认为其与节肢动物具有亲缘关系,可能是三叶虫的祖先类群 。
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斯普里格虫
埃迪卡拉生物群的重要意义埃迪卡拉生物群出现于地球历史非常特殊的时期,即地球雪球事件之后和寒武纪生命大爆发之前这一阶段 。在其之前近三十亿年的历史中,地球一直处于藻类时代,尽管这一过程的生命在不断自我完善,从原核生命到真核生命,并出现了多细胞生命的趋势,但生命仍显得非常原始 。埃迪卡拉生物群宣告了这一局面的结束,代之以具有复杂体型结构的生物为主要代表的新时代的来临 。
埃迪卡拉生物群是后生动物出现后第一次适应性辐射,是地球低氧环境下后生动物大规模占领浅海的首次演化尝试,代表了生命历经漫长演化能量积蓄后在形态功能上的喷发式的创新 。它们采取了与现代大多数动物所不同的形体结构变化方式,通过不增加内部结构的复杂性,只改变躯体的基本形态,即以非常薄,成条带状或薄饼状机体充分接近外表面,并在没有内部器官的情况下进行呼吸和摄取营养,以适应低氧环境 。埃迪卡拉生物群最终灭绝了,被以具硬壳和复杂内部器官的后生动物所取代 。但其特殊的外貌形态和保存方式,至今留下了许多难以解答的疑问 。
灭绝原因距今5亿多年前的埃迪卡拉时代,被称为“埃迪卡拉花园”,因为埃迪卡拉生物没有相互捕杀的天敌,但它们依然面临着非常严峻的生存问题:海水中含氧量稀少,食物日渐减少 。要摄取食物必须增强呼吸、摄食等重要生理功能 。但埃迪卡拉生物没有这样的摄食和呼吸器官 。
动物在进化过程中通常有两种途径来应对上述挑战:一种是向外尽量扩展自己的体表面积,让呼吸和摄食都通过更大的表面皮肤来进行 。这种方法比较简单,现在的绦虫等寄生虫采用的就是这种方法 。另一种则比较复杂,要通过上百万甚至千万年的进化,发展出功能专一高效的内部器官,通过内脏的分支和褶曲来增加器官的表面积,达到增强呼吸和摄食的需要 。埃迪卡拉动物选择了前一途径 。它们把身体扁平化伸展 。然而,增大的躯体又需要更多的营养,而摄取更多营养又必须进一步让躯体伸展变大 。在此循环中,它们把自己越摊越大 。
对于埃迪卡拉生物群的灭绝,目前有三种假说:一是埃迪卡拉纪末期氧含量的增加迫使原先适应于低氧环境的生物退出了历史舞台;二是埃迪卡拉纪至寒武纪界线附近广泛出现的捕食作用消灭了埃迪卡拉生物群;三是这只是一个假象,不过是埃迪卡拉纪之后沉积条件发生了变化,使得埃迪卡拉生物群无法保存下来而已 。