爬行动物“定居”陆地
爬行动物“定居”陆地
迷齿两栖动物在古生代晚期的石炭纪和二叠纪时,曾经一度繁盛。但在它繁盛初期时,就有一支已经进化为爬行动物。这支爬行动物逐渐崛起,最终在中生代一统天下。爬行动物形成的标志是羊膜卵的出现。
虽然两栖动物已经登上了陆地,但只有在羊膜卵出现后,脊椎动物才真正摆脱了(个体发育过程中)对外界水体的依赖,成为完全陆生的动物。羊膜卵的出现是脊椎动物进化史上继“颌的出现”、“从水到陆”之后的又一次重大的飞跃。
具有羊膜卵的脊椎动物统称羊膜动物。爬行动物和鸟类、哺乳类一起构成了羊膜动物。现代的羊膜动物都很好判断,只要看它们是否产羊膜卵就可以了。但要判断化石生物就有些困难了,因为我们无法直接从骨头上知道某类生物是否产羊膜卵。
大家公认的最早的蛋化石发现于三叠纪。有间接的证据表明,羊膜卵比目前已知的最早爬行动物出现得早。长期以来,蜥螈被认为是羊膜动物的祖先类型,因为它的骨骼构造兼备两栖动物和爬行动物的特征。但是由于它出现时间太晚(早二叠世),不大可能是爬行动物的直接祖先。在古生代的两栖动物中仅石炭螈类与羊膜动物最接近。
独特的龟
龟类是一类独特的动物,从它们具有的壳就能一眼分辨出来。除了甲壳,龟的头骨和头后骨骼也很特别。龟类甲壳分为背腹两部分,背面的叫背甲,腹面的叫腹甲。它们除次生退化外,一般分内外两层:外层是角质的,由许多盾片组成;内层是骨质的,由许多骨板组成。龟鳖类不仅脊柱与壳愈合,背甲也由骨板与肋骨愈合而成。与其他所有的脊椎动物不同,龟鳖类的肋骨位于肩带和腰带之外。这使它能将头、四肢和尾部缩入壳内,在很大程度上保护了自身。最原始的龟是原颚龟,和最早的恐龙大致同时出现在2亿多年前,它已经有了与现代种类相似的壳了。从那以后的龟类都有一个壳,虽然某些后代有所变化,如鳖甲无角质层,为皮膜的鳖裙代替;而棱皮龟的背甲骨板退化,由大量细小的骨片组成,不与深层的骨板连接为一个整体。
龟是从什么进化而来的,龟壳和龟身体各部位奇怪的组构方式是如何形成的,至今仍是个谜。人们曾经认为南非中二叠世的正南龟是龟类的祖先,但现在看来它与龟鳖类毫无关系。在灭绝的生物里,锯齿龙、前棱蜥、大鼻龙都曾被当作龟鳖类的祖先。然而这些候选者中,没有一类与龟类共有令人信服的进步性状。侏罗纪的龟已经基本上有了现生类型的构造。
深海中的龟
尽管龟鳖类的外形很早就独具特色,但它们远非结构保守的“活化石”。龟鳖类在其漫长的生存历史中,经历了不寻常的、广泛的进化变迁,分化到许多不同的陆生、水生生境中。龟类进化早期,由于头骨发展出两类滑车机制而分为侧颈龟类和曲颈龟类(或称隐颈龟类)两个类群,这两个类群独立地演化出了高度特化的颈部回缩方式。侧颈龟类沿着壳前缘在水平面内弯曲颈和头,繁盛时期是6000万年前的白垩纪和早第三纪,那时的侧颈龟类大多数是海生的。
龟类与大多数爬行动物一样是变温动物,其地理分布主要以热带和温带地区为主。绝大多数龟鳖类习惯陆地生活,但一般居住于河流、湖泊、沼泽和湿草地,河龟是较常见的龟类。真正完全陆生的龟类种类并不多。
还有一些龟则适应海洋生活,产生了桨状附肢,仅在产卵时回到沙滩。现代海生的龟有棱皮龟和海龟两大类。一般人的印象中,龟运动速度不快,但棱皮龟受惊吓时速度可以达到35千米/小时。这些龟在大洋中遨游,但总是不远万里回到出生地产卵。它们能在茫茫大海中精确定位,其洄游行为让人称奇。常常有一些报道说,被放生的龟能重返主人家,从而认为龟通人性,有灵气,其实,可能是因为这些龟与海龟具有类似的定位能力,所以具有重返故土的本能。
鳖
龟类的寿命较长,一般可活数十年,也有过生存了188年的记载。我国民间有“千年王八万年龟”一说,因此,人们常把乌龟当作长寿的标志。
古老的鳄鱼
帝王鳄,体长达到11~12米,仅头部就有1人多长。它生活在大约1.12亿年前尼日尔的大河深处,凶残无比。根据它的头骨构造和满嘴粗大尖锐的牙齿,科学家们推测不仅河中的鱼儿是它的食物,甚至中生代的霸王——恐龙,也常常成为它“餐桌”上的美味。其实,帝王鳄还不算是最大的鳄鱼,生存于美国晚白垩世的一种叫做恐鳄的鳄鱼,体长达到15米,是已知鳄鱼中的超级“巨人”。
说起家史来,鳄鱼起源的时间应该比恐龙还要早。不过,从化石记录来看,最早的鳄鱼和恐龙一样出现于三叠纪晚期。从那时起,鳄鱼目睹了爬行动物的衰败、恐龙的灭亡、哺乳动物的兴起和人类的成长。经过2亿多年的演化,鳄鱼仍然在地球这个大舞台上展现着它健壮的身躯,可谓一类极其成功的爬行动物。从鳄鱼的演化历史来看,原始的鳄鱼主要是陆生动物;更为进步的中鳄类则既有陆生类型,也有水生类型的,有一些中鳄类甚至特化为海生动物。现生鳄鱼属于真鳄类,它们主要是半水生的动物。鳄鱼的成功应该归功于它的身体结构:它的心脏和鸟类、哺乳类的一样有4个房室;它忍饥挨饿的能力很强,已知有的种类即使半年不吃也不致饿死。它的身体构造则非常适应水中的生活。
帝王鳄
鳄鱼进入新生代后的几千万年里,身体构造基本定型,没有大变化。因此,鳄鱼也被称为“活化石”。大多数鳄鱼都长着扁平的头,有一个长长的吻部,嘴里长着圆锥形的牙齿。美国科学家在马达加斯加晚白垩世地层中,发现了一种奇异的鳄鱼,它的头骨短而宽,吻部很短,包括牙齿在内的许多构造与一类叫做甲龙的恐龙相似。这种奇特的趋同演化现象令人惊奇不已。
一般来说,人们印象中的鳄鱼总是冷酷无情和凶残成性,其实这是一种误解。回顾鳄鱼的演化史,不仅有像帝王鳄和恐鳄这样凶残的肉食者,还有许多温顺的植食性鳄鱼。我国湖北1.1亿年前生存的一种鳄鱼,就是以植物为食的。除此之外,在世界其他地方也发现过一些植食性鳄鱼,包括我们上文提到的马达加斯加的奇异鳄鱼。大多数鳄鱼不会主动进攻人类,尤其是产于我国长江中下游,也是惟一生存于温带的现生鳄鱼——扬子鳄,性情非常温和。
鳄鱼这种冷血爬行动物也有温柔的一面。所谓“虎毒不食子”,“食人鳄”尼罗鳄抚育后代的情景正是这样。母鳄在小鳄出壳后,会把所有的小鳄放在自己嘴里,带它们去水中玩耍和觅食。平时,尼罗鳄的血盆大口是屠杀包括水牛这样的大动物的凶器,这时却变成了小鳄温馨的“摇篮”,这就是生物构造的多功能性的极端表现。
发生于6500万年前的生物大灭绝事件,无情地淘汰了中生代陆上霸主——恐龙,却没能消灭顽强的鳄鱼。最近的科学调查表明,现生的20多种鳄鱼中,已有16种濒临灭绝,原因非常简单:鳄鱼的机体能够抗过6500万年前的大灾难,能够适应多变的环境达2亿多年,却不能抵御来自人类的威胁。