曾統(tǒng)治海底2億年的腕足動(dòng)物 為什么如今“拉到家”
腕足動(dòng)物在寒武紀(jì)早期(約5.4億至5.2億年前)出現(xiàn),拉到家并在之后2億多年的曾統(tǒng)治海時(shí)間里,它們在海洋底棲濾食生態(tài)位上都有著絕對的底億動(dòng)物優(yōu)勢,曾非常繁盛過。腕足
主要原因之一,拉到家是曾統(tǒng)治海它們進(jìn)化出了外殼,這種保護(hù)性的底億動(dòng)物生理結(jié)構(gòu),在它們那個(gè)時(shí)代很少有動(dòng)物能夠輕松吃掉它們。腕足
△ 腕足動(dòng)物化石,拉到家©Kennethgass
但是曾統(tǒng)治海到了今天,除了海豆芽讓人熟悉一點(diǎn)之外,底億動(dòng)物就沒有常見的腕足腕足動(dòng)物了。
△ 海豆芽
現(xiàn)存腕足動(dòng)物大約只有300來種,拉到家它們基本都生活在寒冷的曾統(tǒng)治海海域,而如今在海洋底棲濾食生態(tài)位上的底億動(dòng)物絕對優(yōu)勢者是另一類帶殼的動(dòng)物類群——雙殼類——已知數(shù)量超過10000種。
腕足動(dòng)物和雙殼動(dòng)物外觀上看起來很像,但兩者本質(zhì)上是完全不同的動(dòng)物,差異巨大,腕足動(dòng)物是腕足動(dòng)物門的統(tǒng)稱,而雙殼動(dòng)物是軟體動(dòng)物門雙殼綱動(dòng)物的總稱。
△ 腕足類和雙殼類不同之一是它們殼,腕足類單殼左右對稱,而雙殼動(dòng)物是兩個(gè)殼彼此對稱,但單殼不對稱。
雙殼動(dòng)物替代腕足動(dòng)物,這是地球生命史上非常典型的一次族群替換,只要我們簡單了解彼此,就會(huì)發(fā)現(xiàn)腕足動(dòng)物基本毫無勝算。
首先是兩者的殼!
腕足動(dòng)物的殼有兩種類型,要么是幾丁質(zhì)+磷酸鈣結(jié)構(gòu)(無鉸綱,海豆芽就是屬于這種),要么是單純的碳酸鈣結(jié)構(gòu)(有鉸綱),而雙殼動(dòng)物的殼都是碳酸鈣晶體+各種有機(jī)質(zhì)交替層疊的結(jié)構(gòu)。
相對來說,雙殼動(dòng)物的殼是比腕足動(dòng)物更加堅(jiān)硬,更加難以被捕食者撬開。
隨著腕足動(dòng)物等擁有堅(jiān)硬外殼動(dòng)物的進(jìn)化,其它動(dòng)物也在想方設(shè)法撬開它們的殼,吃到里面的美味,所以隨著時(shí)間推移,許多腕足動(dòng)物變得越來越容易被吃掉。
其次,兩者的運(yùn)動(dòng)能力也是天壤之別。
雙殼動(dòng)物擁有肌肉發(fā)達(dá)的足,可以幫助它們在海底移動(dòng)和挖掘,甚至有一些雙殼動(dòng)物進(jìn)化出了自由游泳的能力——就是扇貝(這是唯一進(jìn)化出自由游泳的雙殼動(dòng)物群體),它們通過快速開合自己的殼噴射水流來游動(dòng)。
而腕足動(dòng)物呢?
它們擁有早期動(dòng)物的特征,運(yùn)動(dòng)能力很弱,要么用肉莖將自己固定在海底,要么用有殼刺固定在堅(jiān)硬表面上,就這樣一動(dòng)不動(dòng)的過著濾食生活。
很明顯,捕食者更喜歡那些不會(huì)動(dòng)的腕足動(dòng)物,而不是喜歡躲躲藏藏,還會(huì)逃跑的雙殼動(dòng)物。
△ 猜猜這個(gè)是腕足動(dòng)物,還是雙殼動(dòng)物
第三,在進(jìn)食效率上,腕足動(dòng)物也遠(yuǎn)低于雙殼動(dòng)物。
腕足動(dòng)物是沒有鰓的,它們用自己的腕冠進(jìn)食和呼吸,濾食效率和水流通過濾食結(jié)構(gòu)的速度有關(guān)系,腕足動(dòng)物通過擺動(dòng)腕冠上的纖毛來讓水流通過,這種方式能夠產(chǎn)生的流速是非常有限的。
所以,能被腕足動(dòng)物吃下的東西并不多,這就是為什么很多腕足動(dòng)物都是殼很厚,但是肉卻很少的原因。
雙殼類呢?
它們擁有表面積極大的鰓,而且呼吸和進(jìn)食都是用鰓,它們可以將水吸入鰓,每次吸入都能形成定向強(qiáng)水流,濾食效率和氣體交換效率都遠(yuǎn)高于腕足動(dòng)物。
所以,雙殼類不僅肉質(zhì)肥美,而且能夠適應(yīng)那些營養(yǎng)稀少的水域。
還有第四點(diǎn),就是在繁殖方面,腕足動(dòng)物也不如雙殼類,這主要體現(xiàn)在幼蟲的擴(kuò)散能力上。
如果把已滅絕的腕足動(dòng)物都算上,這是一個(gè)非常龐大的群體,它們生存策略和生理結(jié)構(gòu)其實(shí)存在巨大差異。
腕足動(dòng)物在過去獲得巨大成功的其中一個(gè)原因,是它們的幼蟲能夠隨隨著洋流擴(kuò)散開來,因此即便局部環(huán)境變化無法生存,它們依然能夠存活下去。
但是這種擴(kuò)散能力和雙殼動(dòng)物相比,就遜色太多了。
幼蟲想要在海洋中擴(kuò)散到更遠(yuǎn)的地方,基本只和一件事有關(guān)系,那就是幼蟲期的時(shí)間,幼蟲期越長,意味著它能飄到更遠(yuǎn)的地方。
現(xiàn)存腕足動(dòng)物的幼蟲期基本都有幾天到幾周的時(shí)間,而雙殼動(dòng)物的幼蟲期數(shù)周,甚至數(shù)月之久。
您可能應(yīng)該會(huì)想到,那些已滅絕的腕足動(dòng)物是否擁有更長的幼蟲期呢?
其實(shí)很多都不會(huì)有,這個(gè)從發(fā)現(xiàn)的化石就可以看出來,很多腕足動(dòng)物的化石都是一大群窩在一起的,密度極高,這意味著它們的幼蟲并沒有擴(kuò)散太遠(yuǎn)。
幼蟲無法擴(kuò)散太遠(yuǎn),不僅容易受到局部滅絕影響,更重要的是種群的內(nèi)部競爭會(huì)因此變得異常激烈。
除了我上面提到的四點(diǎn),還有許多方面都可以體現(xiàn)出雙殼動(dòng)物的生存、繁殖能力比腕足動(dòng)物更強(qiáng),我這里就不細(xì)說了,總之大多情況下,腕足動(dòng)物都很難競爭得過雙殼動(dòng)物。
下面這張圖很好的體現(xiàn)了兩者歷史上的多樣性變化:
橙色的代表雙殼動(dòng)物,而紫色的是腕足動(dòng)物!
注意到紫色線條(腕足動(dòng)物)斷崖走低了嗎,那就是二疊紀(jì)末大滅絕(約2.5億年前)導(dǎo)致的,而在此之前,腕足動(dòng)物的多樣性增長情況和雙殼動(dòng)物是差不多的,只有大滅絕之后,多樣性才是一方增長,另一方下降。
這里有一個(gè)更有趣的問題,既然雙殼動(dòng)物的優(yōu)勢如此明顯,那為什么在二疊紀(jì)末大滅絕之前的數(shù)億年,雙殼動(dòng)物多樣性增長的同時(shí),腕足動(dòng)物的多樣性也增長了,并沒有要取代腕足動(dòng)物的樣子呢呢?
之所以是這樣,我個(gè)人琢磨出來的原因是,生態(tài)位這東西先發(fā)優(yōu)勢太明顯了,基本就是先到先得,而后來者,即便它們更具優(yōu)勢,但想要取代前者也是非常困難的。
腕足動(dòng)物雖然低配,但是人家先獲得這樣的生態(tài)位,而雙殼動(dòng)物是后來者。
但是,當(dāng)大滅絕發(fā)生之后,大家被強(qiáng)制站在了同一起跑線上,所以各方面裝備更精良的類群自然跑的更快了。
想起那句話:只有當(dāng)潮水褪去,誰在裸泳,才會(huì)一目了然!
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