蠕虫、腕足动物“独领风骚”
蠕虫、腕足动物“独领风骚”
古今蠕虫
300多年前的18世纪,生物学的系统分类还很不完善。当时的著名分类学家林耐把那些身体大致呈长形、缺少外骨骼、运动方式为靠皮肤肌肉收缩和体液压力进行蠕动的“虫子”统称为蠕虫动物。
实际上,所谓蠕虫动物是许多原始的刚刚有三胚层身体结构的动物的统称,它包括了许多庞杂的类群。所谓三胚层,就是在类似于珊瑚或是海绵那样的只有内、外两个胚层的动物的身体结构基础上又在内胚层和外胚层之间形成了中胚层。除了中胚层产生之外,所有的蠕虫动物也还有一些其他的共同特点,如身体两侧对称、身体分节、形成了雏形的附肢——疣足等。
根据有无体腔的形成,科学家把蠕虫动物首先分为无体腔、假体腔和真体腔三大类。其中,无体腔蠕虫动物包括扁形动物门和纽虫动物门两大门类,假体腔蠕虫动物包括线虫动物门、线形动物门、轮虫动物门、腹毛动物门、动吻动物门和棘头动物门,而真体腔蠕虫动物则包括螠门、星虫门、鳃曳动物门和环节动物门。无体腔蠕虫动物和假体腔蠕虫动物保存下来的化石非常稀少,仅有一些寄生类化石、印痕化石等。
真体腔蠕虫动物的遗体化石也很少,但是虫颚(虫牙)和遗迹化石较为丰富。20世纪90年代,我国科学家在云南省澄江地区发现了大量的寒武纪古生物化石,被称为“澄江动物群”,其中就有属于鳃曳动物门的蠕虫动物遗体化石,如帽天山虫、环饰蠕虫和古蠕虫等。这些5亿多年前潜居在古海洋海底泥沙中的古老生物为科学家研究地球早期的动物进化及地球早期生态环境提供了难得的线索。
地层中的腕足动物化石
古今腕足动物
腕足动物是生活在海底的一大类有壳的无脊椎动物,它们的两瓣壳大小不一样,壳质是钙质或几丁磷灰质。腕足动物在幼虫期要度过几天到两个星期的时间营浮游生活,然后长出肉茎附着于海底营固着生活,不过也有一些种类是以次生胶结物或壳刺固着于海底或自由躺卧着生活。
现代仍有7个超科、84个属、将近300种的腕足动物生活着,而在地质历史时期它们就更繁盛了,从6亿年前的寒武纪到1万年前的第四纪都有化石记录,截止到1979年时已经被科学家描述过的属就有3377个,种数则超过了32000个。这些林林总总的腕足动物化石在确定地质时代上有着重要的意义。
腕足动物化石
科学家把腕足动物分成了4个纲:无铰纲、始铰纲、具铰纲和腕铰纲。其中,无铰纲包括舌形贝目、乳孔贝目、神父贝目和髑髅贝目;始铰纲包括三分贝目和尼苏贝目;具铰纲包括正形贝目、五房贝目、扭月贝目和长身贝目;腕铰纲则包括小嘴贝目、穿孔贝目、无洞贝目、无窗贝目和石燕目。
现代腕足类动物在浅海、半深海和深海环境里都有发现,而且最适合于在正常盐度的海洋里生活。淡化的海中除了舌形贝之外很少发现有其他的腕足动物,例如波罗的海和其他北欧海域没有腕足类就是因为盐度较低造成的。现代腕足类动物在沙质海底、岩石海底和黏土泥质海底都有分布。其中,穴居的舌形贝类喜欢沙质海底,固着生活的腕足类则喜欢岩石海底或含有碎砾和碎壳的海底。现代腕足类还经常与藻类、珊瑚、蠕虫、软体动物和棘皮动物等共生在一起。
化石腕足类在各类沉积岩中都有发现,不过以灰岩、泥灰岩、页岩和粉砂岩中出现的较多,而且保存得也较好。古生代的腕足类化石经常出现在礁石地层中,与珊瑚、层孔虫、苔藓虫以及海绵等生活在正常浅海中的动物共生在一起,因此可以推测当时的腕足动物也是生活在盐度正常的浅海之中。中生代以后的腕足动物开始出现了与深海生物共生的类型,而且从化石资料上还可以看出腕足类从阳光充足的浅海向弱光半深海直到深海散布的过程,而正是这样的过程才使得今天的海洋里不管是浅海、半深海还是深海都有了腕足动物在生活着。
今昔棘皮动物
在水族馆里,五颜六色的鱼儿和千姿百态的其他水生动物肯定让你眼花缭乱、目不暇接。但是,你绝对会在一些色彩鲜艳的五角星似的动物前面驻足良久,因为它们太奇特了——其他的动物身体都是两侧对称的,这些动物却那么地与众不同。仔细看一下标牌你就会知道,原来它们的名字叫做海星,属于棘皮动物门,身体的这种独特状态被科学家们称为五辐射对称。
漂亮的海星
棘皮动物全都生活在海里。科学家通过解剖知道,它们身体内部分布着一套极其复杂的“水管系”,水管系的末端通常形成管足,能够行使运动、取食、感觉、呼吸以及营造巢穴等多种功能。棘皮动物身体内部还有由中胚层分泌形成的内骨骼,其骨板以及外面覆盖的皮膜上长有不同形状的棘刺或管瘤,“棘皮动物”这一名称就是因此而产生的。
实际上,我们看到的五角星似的五辐射对称动物是棘皮动物的成年个体,在它们的幼虫期,棘皮动物也是两侧对称的。根据这一点,再加上一些其他的身体特点以及胚胎发育特点,科学家认为棘皮动物与脊索动物可能是由共同的祖先演化而来的。也就是说,棘皮动物是无脊椎动物中最高等的一门,它们与我们脊椎动物所在的脊索动物门的亲缘关系最近。棘皮动物的幼虫经过两侧对称的担轮幼虫阶段发育为五辐射对称的成虫,这是由于从浮游的生活方式过渡到固着或很少移动的生活方式而产生的。有些种类如海参等到了成虫外形依然保持两侧对称,但是内部构造却具有五辐射对称的特征了。
可食用棘皮动物
棘皮动物化石早在寒武纪地层里就有发现,而直到今天,棘皮动物仍然很繁盛。科学家统计发现,现生棘皮动物和化石棘皮动物总共有大约2万种,大约占所有动物总数的2%。其中,现生的棘皮动物有大约5千种。在化石棘皮动物中,海百合类与海胆类化石较多,海星类化石较少。科学家把棘皮动物分成4个亚门:海胆亚门、海扁果亚门、海百合亚门和海星亚门。其中,海胆亚门包括7个纲:海旋板纲、海座星纲、海蛇函纲、海蒲团纲、海盘囊纲、海参纲和海胆纲;海扁果亚门包括3个纲:海桩纲、海笔纲和海箭纲;海百合亚门包括8个纲:始海百合纲、海林檎纲、拟海百合纲、垫海蕾纲、拟海蕾纲、海蕾纲、鳞海林檎纲和海百合纲;海星亚门只有1个纲:海星纲。
棘皮动物显然有一个极长的进化历史,因为早在早古生代初期,大量结构复杂的棘皮动物已经出现,这足以证明棘皮动物起源的时间应该在寒武纪之前。到了寒武纪早期开始的时候,海旋板类、海座星类和始海百合类开始出现;随后海蒲团类和鳞海林檎类也出现了;寒武纪晚期到奥陶纪早期的时候出现了海箭类、海百合类、海星类和海蛇函类;到了奥陶纪中期至晚期,棘皮动物的所有其他类别如海蕾类等全部出现了。在那以后直到今天的漫长岁月里,再也没有发现新的棘皮动物纲,反而,棘皮动物的多数纲在古生代结束的时候都灭绝了,只有少数的纲进入了中生代并繁衍到现代。