躺平度日的悠闲动物,在寒武纪死于内卷

作者: 露卡

来源: 物种日历

发布日期: 2021-12-21

查恩盘虫是一种在埃迪卡拉纪时期生活在海洋中的生物,它们以其叶状的身体和简单的自组织形式而闻名。尽管查恩盘虫在当时的海洋中繁盛一时,但它们在寒武纪生命大爆发之前就已消失。这些生物的发现和研究对理解前寒武纪海洋生态系统和生物演化史具有重要意义。

在距今5.7亿年前的埃迪卡拉纪时期,英格兰的查恩伍德森林地区曾经是一片汪洋大海。附近的火山十分活跃,大量的火山灰不断地注入海洋,给海水带来了丰富的营养,让这片海洋焕发着生机。在之后的五亿多年里,随着超大陆的拼合和裂解,这个地区也经历了漫长的海陆变迁,海底的细沙固结成岩石,又被构造运动抬升从而剥露出地表。

1957年4月的一个下午,一个名叫罗杰•梅森的小学生,和他的两个朋友正在查恩伍德森林里攀岩。

当时梅森已经对地质学产生了浓厚的兴趣,他认识许多岩石类型,也知道查恩伍德森林地区的查尼统岩层形成于古老的前寒武纪。玩耍之余,梅森无意间在一块石头的表面,看到一块长得像树叶一样的化石。当梅森把这块石头,拿给莱斯特大学的古生物学家特雷弗•福特教授看的时候,福特简直不敢相信自己的眼睛。在当时科学家们的认知里,前寒武纪不可能有如此复杂的生物,但是手里的这块“叶子”化石,却又真真切切地否定了这个不可能。

福特在梅森的带领下,又去当初发现化石的位置继续寻找,最终他们在富含火山灰的细粒粉砂岩的岩层层面上,找到了12枚盘状化石和6枚叶状化石。1958年,福特将这个古生物学的大发现发表在《约克郡地质学会杂志》上。

为了纪念梅森发现化石的贡献,福特将那些长得像树叶一样的化石命名为梅森恰尼虫Charnia masoni,盘状化石则命名为查恩盘虫Charniodiscus spp.——也就是我们今天物种日历的主角。

查恩盘虫的名字,容易让读者对它们的形态产生误会。因为福特最初命名查恩盘虫的时候,只发现了一些具有同心圆结构的盘状化石。

这些盘状化石在被沙泥掩埋压扁之前应当是一些球状的结构,福特推测它们很可能是某类生物的固着器结构。随着世界各地新化石记录的发现,科学家们终于可以恢复查恩盘虫的全貌,它们长着像叶子一样的身体,叶柄两侧有许多对生或互生的羽叶,叶柄底部有一个柔软的球状固着器,它们可以长到一米多高,在埃迪卡拉纪的海洋里绝对算得上是巨无霸。

查恩盘虫的身体虽然看起来十分复杂,但是它们的自组织形式却比较简单。

它们身体的每一部分都重复着一样的身体模式,形成多分区的互相缠结和缝合的扁平体。每一个分支实际上只是整体的一个缩小版,在当今的动物界没有任何物种以这种简单的分形方式生长。查恩盘虫的身体柔软,没有矿化的外壳和骨骼,也没有现代动物所具有的运动、取食或消化等功能的器官。它们靠体内液体的压力来支持身躯,像撑开的伞一样尽可能地扩大体表面积,让身体表面尽可能多地与海水接触,从而靠渗透作用从海水中获取氧气和营养。

查恩盘虫在埃迪卡拉纪的海洋里曾经盛极一时,却在寒武纪生命大爆发来临之前销声匿迹。古生物学家们经过几十年的研究,推测它们是靠滤食海水中的有机质来获得能量的动物,至于它们在生命演化树上的位置,至今仍然充满争议。

由于查恩盘虫长得特别像蕨类植物的叶子,因此它和它的许多姐妹类群一起被称为叶状体化石Rangeomorphs。

叶状体化石是埃迪卡拉纪最具代表性的化石类型,在世界各地的埃迪卡拉纪地层里都有发现和报道,特别是在加拿大的纽芬兰、英格兰、俄罗斯的白海、澳大利亚的埃迪卡拉山,保存了十分丰富的化石记录。这些叶状体化石一群群固着在沙质的海床上,形成一片片随着海水摇曳的远古“海底森林”。

这些壮观的“海底森林”在过去的半个多世纪里,给古生物学家们带来了许多的困惑,同时也彻底地改变了人们对生物演化史的认识——前寒武纪的海洋并不是一个生命的荒漠,那里曾经生活过无数的复杂生命。

埃迪卡拉纪时期这些神秘的生物,和后来的生物们无法建立起演化上的确定联系。它们在演化树上是许多已经灭绝“枯死”的盲端。

有的科学家认为,埃迪卡拉纪动物是多细胞动物一次不成功的演化尝试:它们使用了不同于现生动物的身体结构设计,首次探索了自身多个细胞之间发生组织分化的可能性;但因为身体机能过于简单,不能适应海洋环境的巨变以及后期捕食者带来的选择压力,从而永远地退出了历史舞台,只有极少数的幸运儿活到了寒武纪。

回到现在,查恩伍德森林里发现化石的地方,已经成了著名的化石保护地,那些最早的化石记录现在保存在当地的莱斯特博物馆。而当年发现化石的那个热爱地质学的小男孩梅森,后来成为了一名著名的地质学教授,他来到距离英国万里之遥的中国工作,在大学里教学生们变质岩岩石学。这位头发花白的老教授常常在中国地质大学的校园里和学生们,分享自己与埃迪卡拉纪化石相遇的童年故事。

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