海洋头号杀手——消逝的远古蝎子

纵观整个地质历史,生命为了适应环境不断地试探,在失败中不断进化。在整个寒武纪生命大爆发中,短短的一亿年间出现了众多稀奇古怪的物种,这些生物造型放在现代简直就像怪诞派的随意组合。当这批“胡乱”演化的寒武纪生命经过了奥陶纪生物大灭绝的重新洗牌之后,海洋生态系统似乎进入了一段平缓演化的时期,然而随着捕食者技术的提高和生物的快速进化,奥陶纪到志留纪的海洋却变得更加凶险诡异。

生命大爆发(左),地球生物演化图(右)

奥陶纪生物大灭绝导致了85%的生物消失,三叶虫被迫把海洋霸主位置让给了声势浩大的鹦鹉螺类。而这时一种奇特的生物竟悄无声息地进化了出来,它们形似蝎子,却有着鳄鱼的身材和巨大的鳌,因为形似我们称其为“海蝎”,它就是之后志留纪的海洋霸主、海洋中的恐怖化身——“板足鲎(hòu)”(Eurypterida)。

Charles R. Knight 1912年绘制海蝎复原图

(包括Dolichopterus、Eusarcana、Stylonurus、Eurypterus、Hughmilleria)

BBC纪录片中翼肢鲎捕食布龙度蝎子

板足鲎属于节肢动物,由螯肢动物演化而来,最早出现在距今4亿6700万年前的奥陶纪,在志留纪繁盛并且在海洋中处于霸主地位。随后逐渐衰落,在二叠纪-三叠纪的大灭绝事件中灭绝,共存在了2.2亿年。是现今蛛形纲节肢动物的祖先,在节肢动物中曾书写了浓墨重彩的演化史。海蝎也以奇特的外貌和海洋霸主的身份成为了科普写手们的宠儿,甚至不止一次的出现在BBC纪录片中,尤其是在BBC《Walking with Monsters》中成为了不少人的童年阴影。

板足鲎复原图

(源自:deviantart)

种类多样的海蝎

板足鲎其实指的板足鲎目,其下有将近300种已知的种,海蝎是因为外形相似而起的昵称。不同种类的板足鲎各显神通,把附肢进化成不同的工具,适应着不同时代的竞争环境。

不同板足鲎的大小对比图

(源自:prehistoric-wildlife)

在最初,寒武纪最流行的节肢动物三叶虫,它们的脚丫子既要用来运动上面还附有用来呼吸的呼吸片,这使得运动和呼吸鱼和熊掌不可兼得。而螯肢动物做到了附肢的特化,呼吸和运动由不同的附肢解决,第一对附肢还特化成了螯肢,有了进食器官使得捕食变得更加方便。随着长时间的演化,板足鲎把螯肢动物的特点演化到了极致,除了扒饭用的钳子,不同的海蝎还有钳子、尾刺、船桨等一系列手段。

板足鲎附肢特化

(源自:wikipedia)

如奥陶纪末期的巨型羽翅鲎(Megalograptus),体长超过1米,以第三对附肢特化呈捕食用的长刺为特征,尾节短而有力,但尚不具有攻击特性,还不能用传统意义上的蝎子来比喻。虽然有了强势的攻击武器和坚硬的外壳,但处于奥陶纪的海蝎仍无法与当时无人能敌的房角石(Cameroceras)相抗,羽翅鲎也成为了房角石的盘中餐之一。

巨型羽翅鲎

翼肢鲎(Pterygotus)作为板足鲎的代表,也是板足鲎成功的最重要一步。翼肢鲎最长可以达到2.3米,有一对卡姿兰大复眼和一对小眼,最重要的是他的第五对附肢演化成了用于划水的桨,并将前辈留下的不是钳发展壮大,最前六节背节是分管呼吸的腮和生殖器官。超强的机动能力和捕食能力,让板足鲎快速地占领了食物链的顶端,甚至挺过了奥陶纪生物大灭绝,而那些没有进化成划水桨的鲎类则永远的留在了奥陶纪。翼肢鲎全身的结构让它们成为了全海洋中最会划水的生物,拳打老东家鹦鹉螺,脚踢各种初代目鱼类,甚至狠起来连同类都全部肢解。

翼肢鲎3D模型图

捕食猎物的翼翅鲎

一对明显的复眼,头中央另有一对较细小的眼睛

(源自:dinopedia)

巨型翼肢鲎

巨型翼肢鲎化石

翼肢鲎捕食羽翅鲎

(源自:Libor Balák)

更激进的翼肢鲎把尾部进化成带毒的尖刺,如西利蒙斯鲎科(Slimonidae),在抓住猎物的时候,可以直接把近10cm的尖刺插入猎物体内。

西利蒙斯鲎捕食莫氏鱼

(源自:ScienceNews)

Stylonurus复原图

(源自:Wikipedia)

也有部分板足鲎选择用体型压倒敌人,在志留纪到志留纪不停地堆体积。早泥盆世的莱茵耶克尔鲎(Jaekelopterus),体长可达2.5米,是史上最大的海洋节肢动物,虽然那时的海洋霸主早已易主。其他种类的板足鲎也各具特色,与以上几种相差不大,有了这几种大杀器,使得板足鲎在3000万年间一直处于顶端地位。

耶克尔鲎复原图及化石

(Simon J. Braddy, 2007)

板足鲎游泳模式

(源自:Wikipedia)

扫清六合到举步维艰

板足鲎登上志留纪海洋霸主的过程是曲折的,从内忧外患到破釜沉舟,整个过程宛如一篇血泪史可歌可泣。最原始的板足鲎是螯肢动物,如同大部分寒武纪生命一样,卑微不起眼,或四处逃难,或潜伏海底,否则就会变成奇虾的盘中餐。到了奥陶纪以房角石为代表的鹦鹉螺类登上历史舞台,板足鲎选择了附肢特化这条路线,把附肢变成了各司其职的工具,它们也在这时候进化出来,但是这个时代并没有什么不同,只不过是捕食者从奇形怪状的虾子变成了庞大的螺子。即使在奥陶纪末期,巨型羽翅鲎的附肢变成了恐怖的捕食刺,看似凶残,不过在房角石眼里也只是在海底“扫地”的清洁工罢了。这时候有一小部分板足鲎因为进化出了适于走路和呼吸的器官,忍受不住海底的恐怖环境而选择了登陆。

奥陶纪复原图

(源自:Masato Hattori)

房角石捕食海蝎

登陆的羽翅鲎捕食甲胄鱼

(源自:Pinterest)

登陆的布龙度蝎子

(源自:BBC纪录片)

一直到奥陶纪最后的生物大灭绝事件,板足鲎终于熬到了胜利的曙光。奥陶纪大灭绝事件使得温度骤降,海洋环境恶劣不堪,85%的生物走向了灭绝,许多软体动物面临灭门之灾,而擅长逃命保命的板足鲎貌似在这次灾难之中占据优势幸存了下来。没有束缚的环境对它们来说像是进入了天堂,板足鲎向着不同的方向特化自己的长处,出现了长尾刺、划水用的桨,身体不断增大,从最初不到1米的身材,进化到了2米多长,再加上发达的游泳能力,导致全球范围都有板足鲎的身影。整个志留纪的海洋变成了海蝎的帝国,如同现在鱼类在海洋中的地位一样。

志留纪的海蝎帝国

(源自:Pinterest)

潜伏中捕食的翼肢鲎

翼肢鲎分食角石

(源自:Pinterest)

板足鲎捕食角石

志留纪时期的板足鲎主要以早期鱼类等小型动物为食,甚至体型大的会捕食小型板足鲎。脊椎动物早期的祖先甲胄鱼(Cephalaspis)也只能在海蝎的追杀中逃难。然而历史总是竟然的相似,逃难的一方总会有翻身做主人的一天。在板足鲎享受得之不易的胜利仅仅两千多万年,一直被压制的鱼类就不同往日了,鱼类进化出了擅长游泳的鳍和强有力的下颌,坚硬的下颌可以轻易击碎海蝎的外壳,邓氏鱼统治的泥盆纪时代再次让板足鲎想起了曾经逃难的日子。早泥盆世的耶克尔鲎体积虽然庞大,但也只不过是昙花一现,反抗时期最后的挣扎罢了。

甲胄鱼复原图

(源自:Pinterest-Le Cephalaspis)

泥盆纪的有颌鱼时代

不同地质历史时期的生物演化

(源自:Royal Ontario Museum)

海蝎的王朝随着残存的部分板足鲎逃往淡水而破灭,但有颌鱼类的追杀却未结束,海蝎又进入了最后的逃亡,最后在二叠纪生活在泥沼之中步履蹒跚的希伯特鲎(Hibbertopterid)是海蝎最后的余晖了。

步履蹒跚的希伯特鲎

希望之火

虽然板足鲎最终还是走向了灭绝,但它们其实一直还在,一直在我们身边,抬头可见的蜘蛛等蛛形纲生物便是它们的后代。早期奥陶纪的板足鲎有一部分选择了远离海洋走上陆地,这一分支走向了另一条奇特的演化道路,而嘴部特化出来的螯肢是唯一可以辨别亲缘关系的器官。虽然螯肢动物的王朝早已覆灭,但它们至少把整个物种的希望延续至今,在纷繁复杂的现代生态环境中展现着自己的生命之光。

板足鲎化石

蜘蛛:螯肢动物的现生代表

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