​寒武纪众生相,世界上存在过的那些奇特的古生物

寒武纪众生相,世界上存在过的那些奇特的古生物

5.4亿年前的寒武纪生命大爆发,诞生出今天几乎所有动物门类的祖先,掠食者和被捕食者展开了一场轰轰烈烈的军备竞赛,动物朝着千奇百怪的方向演化,演化出许多奇形怪状的生物样貌,现在一起穿越回寒武纪的海洋看看那些怪异的生物吧!

射口目简介

射齿目(Radiodonta)俗称奇虾类,即具有辐射状口器的动物,是一类已经灭绝的存在于早古生代海洋中的顶级捕食者,也因此成为寒武纪时期的明星动物,受到相关学者的广泛关注与研究。射齿目的身体主要由一对捕食的前附肢、巨大的柄状眼、辐射状的口器、一系列浆状叶片以及附着其上的刚毛片等构成,表现出叶足动物向节肢动物的过渡特征。

其前附肢是身体上唯一具关节的附肢,代表了完全节肢化的起源,但是它们的身体却不存在节化,因为其身体的背部或腹部的外骨骼并未硬化分节而形成背板和腹板,这也表明了节肢动物的节肢化的演化早于节化。

射齿目的眼睛具有上万个晶状体构造的复眼,代表了节肢动物复眼的起源,假如没有射齿目动物的成功演化,那么其后的所有节肢动物,包括现生的庞大的节肢动物门很可能就不会在地球生态系统中出现。

由于射齿目强大的捕食能力使其成为古生代海洋生态系统的重要成员,并且在早期动物群落构建过程中扮演重要的角色,射齿目前附肢的形态特征大致表现出 3 种食性:主动抓取、沉积物筛选、以及滤食。

射齿目下属两个亚目四科,即奇虾亚目= 奇虾科(Anomalocarididae)、抱怪虫科(Amplectobeluidae) 筛虾科(Tamisiocarididae),赫德虾亚目科= 筛虾科(Hurdiidae)

这里的主角由赫德虾始。

赫德虾(Hurdia victoria)

赫德虾是奇虾类的一种,与传统意义上的狭义奇虾类相比,赫德虾类是自成赫德虾亚目(Hurdiidae),其典型特征是头部拥有三分头壳复合体,它们的的头壳复合体由一块位于背部的中板和位于两侧的一对侧板铰合而成,赫德虾亚目的头甲相对于身体来说较大且形态多样。

赫德虾的头部下面长有射口目典型的圆形口腔,外形就好像是菠萝片,在口腔前面两侧有一对附肢,每个附肢上有五个耙状肢,上面长有一排向前的钩状的短刺,可以将猎物扫进圆形大口。

赫德虾从头部前部延伸的大甲壳的功能是一个谜。在许多动物中,贝壳或甲壳被用来保护身体的柔软部位,但是赫德虾的这种结构是中空的,不能覆盖或保护身体的其他部位。

赫德虾尾部两侧分布的桨状附肢,不仅游泳的功能,还具有腮的功能,帮助它们在海洋中获得更多的氧气,以它们支持快速游动。

寒武栅虾(Cambroraster)

寒武栅虾是赫德亚目的其中一种,最显眼的就是它覆盖在头部上面的巨大的马蹄形头甲壳,甲壳纹理就像栅格一样,因此得名寒武栅虾。

寒武栅虾的体长通常约30厘米,头部下面长有射口目典型的圆形口腔。头上的甲壳向后呈W形,两侧有棘突,中间有两个对称分布的凹口,这里长有眼睛,就像今天的鲎一样。在两侧棘突外侧有小棘刺,这个结构显然是用于防御,身体两侧长有游泳的桨状附肢,用于快速游泳。

泰坦诺科里虾(Titanokorys)

泰坦诺科里虾是另一种赫德虾亚目长相与寒武栅虾极为相似,但是体型比寒武栅虾更大,通常有50cm,而且背部甲壳与寒武栅虾有所不同 ,像极了没有门牙的你咬了一半巴旦木果的样子。

泰坦诺科里虾整个头部约占其总长度的三分之二,头部宽阔,体型扁平。最显眼的就是覆盖在头部上面巨大的马蹄形头甲壳,以及两个左右对称的刚性甲壳,它们组成一套由三部分构成的盔甲,可以保护头部免受来自四面八方的伤害,没有甲壳覆盖的尾部两侧长有游泳的桨状肢,可以帮助它快速的海底巡游。

与奇虾的獠牙利齿相比,头背宽阔平坦的泰坦诺科里虾好像专门是为海底掠食而进化,它头上坚固的脊椎尖甲能穿过海洋沉积物,爪子上的梳状结构会将猎物扫向自己圆形的嘴。

欧巴宾海蝎(Opabiniid)

欧巴宾海蝎是寒武纪海洋的明星动物,身体总长度为40至70毫米。它们躯干细长,具有环节结构,身体中嵌有未矿化的外骨骼,背侧横向沟壑将身体分节,每个节段都有一对桨状附肢,用于呼吸,也用于游泳,尾部有多个尾叶组成尾扇。

欧巴宾海蝎奇怪之处它们的头部,它的头部顶着五颗以眼柄支撑并突出的眼睛,视力范围很可能到达360°,而在头部下方长有象鼻状的长吻,在长吻的末端具有抓握性的刺状物,这种结构普遍被认为用以捉拿猎物,能够把食物顺利送入口中。

雅乌尼克虫 (Yawunik kootenayi)

雅乌尼克虫是一种体长15厘米,形似龙虾的食肉动物。它们身体成节,身披软甲,附肢分节,头部长着两对眼睛和六只划水的小爪子,具有节肢动物的标志性特征。

除此之外,雅乌尼克虫头部进化出两个长长的附肢,类似于现代甲虫或虾的触角,这些附肢由三个长爪组成,其中两个带有成排的牙齿,帮助它们抓捕猎物。它们能够随意前后移动这两个前部的附肢,在抓捕猎物时,附肢可以伸展扩散,而在游泳时附肢则缩回身体下方。再加上从爪尖延伸出来的长长的、可以提供感应功能的鞭毛,使得雅乌尼克虫的头部附肢成为所有已知节肢动物中最复杂的结构。

都昆虾 (Tokummia katalepsis)

Paleontologists identify new 507-million-year-old sea creature with can opener-like pincers

都昆虾是节肢动物的一个子群,身长超过10厘米。它们典型的特征是长有一对锋利的钳形下颚和一对大型前爪,钳形大嘴用于切割食物,分节的前爪用来抓取猎物,这是现代有颚亚门生物的典型特征,可能是螃蟹、蜈蚣等节肢动物的祖先。

它们的身体由50多个节段组成,背部被宽大的两片式壳状背甲所覆盖,身体两侧具有叶足动物典型的可用于游泳又可用于呼吸的桨状附肢,身体下方还有许多分节的腿,让人联想到蜈蚣和千足虫。

尽管它能游泳,但科学家认为它更喜欢生活在海底。

瓦普塔虾(Waptia)

瓦普塔虾科,是一种体长7-8厘米的叶足类节肢动物,与现代海洋甲壳动物的亲缘关系很近。

它们主要由两部分组成,即身体前部被称双壳甲壳覆盖的头部,以及分节的尾部,身体前部两侧具有桨状附肢,用于游泳和呼吸,头部具有两个类似于现代甲虫的触角,头部下方是一些用于滤食的短肢,上面布满绒毛。

瓦普塔虾科最奇特之处在于它们像袋鼠一般的育卵行为。在生完崽之后,它们会将卵携带在左右双瓣壳下,以便母体在孵化过程中提供物理性保护,并保障营养物质及氧气的供应,使后代获得最大的成活率。一只瓦普塔虾科个体保存的最大卵子数量可能达到24个。

马尔虫(Marrella)

马尔虫是一种体长只有2厘米,长相及其怪异的生物。它们的头部由一个大大的盾状硬壳保护着,这个可能色彩缤纷的硬壳上长着4根向后伸展的“长钉”,盾状壳下方则是它柔软灵巧的躯体。

它们的躯干由25节体节构成,每节体节上长着一对羽状肢,附肢上长满绒毛,这些羽状肢同时也是其用于在水下呼吸的鳃,其头部长着两对细长灵活的触角。

在游动时,它们努力挪动着多达50条的羽状肢来寻找动物的尸体为食。

内克虾(Nectocaris pteryx)

内克虾可能是现在头足纲鱿鱼的老祖宗,它们是一种长度在2-5厘米之间软体动物,身体上下扁平,呈风筝状,头部长有有柄的巨眼和一对长长的抓握触手,研究人员认为头部的触手有助于它们寻找和食用猎物。

内克虾使用其巨大的侧鳍游泳,并且可能像现代头足类动物一样,使用喷

嘴状漏斗通过喷气推进加速。

让科学家们感到惊讶的是内克虾没有矿化的外壳。长期以来,科学家一直认为头足类动物是在寒武纪晚期进化而来,是海底背有外壳的软体动物逐渐修改它们的外壳使它们能够漂浮而演化而来。

但是内克虾向我们展示了第一批头足类动物实际上没有可以充满气体的贝壳,为了应对晚寒武纪竞争以及提高捕食水平才演化出巨壳,到了后来又逐渐抛弃了厚重的外壳。

因此,内克虾,与塔利怪物、提丰怪物一起,被称为”古生物学中的三大妖孽”。虽说三者并列,但论起出现之早,演化史之重要,内耶克虫无疑便是三者之冠

单壁螺(Haplophrentis)

单壁螺是已知的最早产生矿化外部骨骼的动物之一,它们是模样像极了角石的祖先,但事实上它们与腕足类动物的关系更为密切。

单壁螺个体的长度在2-6厘米之间,它们具有一个细长的,双侧对称的锥形壳,开口端由一个帽状壳覆盖,两个叫做海伦斯的肉质手臂在两侧伸出,两个手臂像炮架一样将外壳抬起来,提高进食强度。

它们的嘴部还长有一些小触手,用于将悬浮在水中的有机物质扫进嘴里。

奥托虫(Ottoia)

奥托虫是一种平均长度为8厘米的恐怖的蠕虫状动物,嘴里长满一圈又一圈的刺状牙齿,长度大约一毫米左右,它能够把嘴巴从里到外翻过来,嘴的中央是一个长鼻,周围有微小的刺和毛发,用于诱捕猎物。

奥托虫是贪婪的捕食者,可以吞噬任何穿过它们路径的动物。它们躲在海底的U形洞穴中,伸展它的长鼻来寻找猎物,当猎物经过时,它们会用长鼻上的刺钩住猎物,然后把猎物身体的其余部分拖住到嘴里,直接吞下,像极了《金刚》蠕虫进食的样子。

它们不仅可以捕食单壁螺、小型虾等动物,而且有时候会同类相食。

Kootenayscolex barbarensis

Kootenayscolex是一种长相诡异的蠕虫,体长仅有3厘米左右,没有眼睛,头部长有两条长长的触手,身体由多达25个节段组成,每个节段两侧覆盖着许多像刷子一样的猪鬃,每处体毛可多达56个。

有些个体刷毛部分覆盖了头部,甚至围绕着嘴部。

欢呼虫 (Ovatiovermis cribratus)

欢呼虫是一种类似蠕虫的海洋生物,它的体型只有人类拇指大小,拥有20-30条腿。

它的独特之处在于它并不具备寒武纪动物典型的防御型刺或背甲,它们上半身有长而纤细的触手,触手上有两行绒毛,下半身则更粗更壮,让它看起来像是一个生姜根。下半身奇特的爪子可使它们将身体固定在礁石表面,从而使身体一定程度上处于垂直状态,然后舞动靠近头部的两对多毛刺状肢体,用于过滤或者收集漂浮水中的食物颗粒,然后用独特的肢体将食物递至嘴部,它们奇异的捕食方式让它们看起来像极了人类高兴时手舞足蹈的样子。

欢呼虫被冠以“裸体”的名义,因为它的身体上没有任何护甲或保护刺。因此,研究人员对于这种生物产生一些疑问,它不同于其它悬浮进食的生物,没有任何任何刺突或者板状结构保护身体,那么这种“裸露动物”如何防御掠食者的呢?除非欢呼虫拥有伪装或毒素保护自己,否则很容易成为掠食者的食物。

诡诞虫 (Hallucigenia)

怪诞虫是一种体长5.5厘米左右的类似蠕虫状的生物,整个身体呈管状,有多达十对细长的腿,前2或3对腿是细长且没有特征,而其余的7或8对则有1或2个尖爪。

怪诞虫的"头"和"尾"端很难识别,其中一端常延伸到腿以外的一段距离,并且经常下垂。2010,科学家才确定较长的末端是一个前有腹口的头部,头部有一双简单的眼睛。怪诞虫头部的形状因物种而异 ,有些物种头部细长,有些头部呈圆形,例如强壮怪诞虫头部呈圆形。

由于怪诞虫的化石保存不完整,当英国古生物学家莫瑞斯1977年看到它身体上规则分布的两排刺时,误当成了用来走路的腿,而把本用来走路的腿误作装饰品。他认为这样的奇幻生物“只有做梦才能梦到”所以命名为怪诞虫。

爬胃虫(Herpetogaster)

有些动物看起来像植物,但是事实上它们是动物,爬胃虫就是其中之一。

爬胃虫体长3-5厘米左右,拥有一个外形像动物胃一样的坚韧但灵活的身体,躯干弯曲至少有13个体节。

它们头上长着一对长长的树枝状触角,触角之间张开一张嘴,通向内部咽部,一个柔软的吸盘大约从第九节身体中伸出,将爬胃虫固定在海绵上,但不清楚它们是否永久性固定在海绵上。

它们的奇特之处在于它们树枝状的触手,这些触手比身体柔软,而且可扩展。沿着每个触手中心延伸并与头部连接的暗线可能是它们的血管系统。

爬胃虫可以通过摆动触手,捕获可食用的有机物颗粒和水中漂浮的浮游生物并用触手将它们送到嘴里来进食,就像活的海参一样。

它们可能是群居动物,因为在同一块石板上可发现多达八个爬胃虫。

威瓦西虫(Wiwaxia)

威瓦西虫长度达到5厘米的奇异动物。它们双边对称,身体呈椭圆形,没有明显的头部或尾部,背有盔甲和长刺,底部平坦柔软无装甲,长有类似鼻涕虫一样的脚,以供它们在海底蠕动。

它们的奇异之处在于它们背部被层层叠叠的椭圆形的甲板覆盖,像极了古代将士的鳞甲。除此之外,它们背部长有两行叶形刺,刺的长度可到达5厘米。但是这些甲壳和刺并不是矿化骨骼,而是由碳基有机物聚合而成。

伯吉斯虫 (Burgessia)

伯吉斯虫是一种小型的软体节肢动物,长度从4到17毫米不等。

它整体看起来像一只倒扣的盘子,后背由半圆形甲壳覆盖,甲壳非常薄,从侧面看起来略微凸起。

甲壳下方是分节的躯干,身体前部有一对灵活的触角和十对附属物,这些附属物分节并分布于身体双侧,头部的三个类似于鞭毛,躯干上的七个长有呼吸所用的鳃,身体后部有一个尾刺,通常保持笔直,但在某些情况下是弯曲的,可能用于防止被捕食。

它们的嘴巴位于腹侧,在一对额叶肠叶后面,消化系统由一对明显的肾形肠延伸物组成,这些肾形肠延伸物横向排列,并通过初级导管连接到中央消化道。

伯吉斯虫动物游泳能力很差,用十对腿在海底爬行,爬行时用它的触角和头肢将小的食物颗粒扫到它的腹侧嘴。

黎镰虫(Orthrozanclus)

黎镰虫是一种身体造型奇特的带壳动物,体长不足1厘米,身体呈细长的椭圆形向后逐渐变细,顶部明显凸起,但被更平坦的边缘包围。

最显著的特征就是身体两侧有16至20根长而向上弯曲的棘刺,保护它们免受伤害。

它们是底栖生物,靠着吃泥啃土度日。

我是寒武纪来客,长期关注地球科学领域最新科研动态,专注地球科学领域科普,正在更新《地球演化史诗》专栏,欢迎关注哦。

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