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奥陶纪|从前有片海

 柳树沟图书馆 2016-12-10

从寒武纪大爆发向后走五千六百万年(56000000),我们终于到达了下一个节点。在地质年代表上,我们把这个节点开启的时代时代叫做“奥陶纪”。这个新时代延续了寒武纪的温暖气候,也延续了寒武纪晚期不断上涨的海平面。上涨的海水像是《圣经·创世纪》里记载的大洪水一样淹没了除冈瓦纳大陆外其他大陆的绝大部分面积。而对于海洋生物来说,他们不需要像挪亚那样制造一个方舟,海洋即是生命之载体。在孕育过寒武纪的物种大爆发后,海洋又将迎来又一次的物种的快速发展。



生命之树枝繁叶茂

区别于“寒武纪物种大爆发”主要体现在门、纲级别的规模上;大辐射发生在更低的分类级别,比如科和属上。低门类的大发展使奥陶纪的物种发展规模远远大于寒武纪,到奥陶纪末期,科的数量达到寒武纪末期的4倍多,这一事件被称为奥陶大辐射(Ordovician Radiation)。如果寒武纪的中心词汇是“爆发”,那么奥陶纪的核心就是“辐射”。

如果有生命是棵树,寒武纪生出了枝干,奥陶纪长出了枝桠。 

而这一事件的最直观表现,就是以腕足、苔藓虫、棘皮动物和笔石组成的古生代演化动物群逐渐取代了以三叶虫为代表的寒武纪演化动物群在海洋中的霸主地位。随着物种的增多,海洋生命系统也随之高度复杂化。奥陶纪生物大辐射使得当时地球上的广大海洋,从水深1m的沿岸到千米深海全部都被不同生态类型的海洋生物所占领,海洋生命系统呈现出前所未有的纷繁复杂的景象。

生物世界曾存在三个特色鲜明的演化动物群,寒武纪演化动物群,古生代演化动物群现代演化动物群。它们此消彼长的关系可以用下图表示


寒武纪演化动物群自不必说,整个星球变成了三叶虫星球,而其他动物也是稀奇古怪,俨然上帝实验室的半成品(参见前几期)。从奥陶纪开始崛起的古生代生物群则带有很多的中古气息。我们可以从背景板(背景板是化石猎人对海底生物碎屑的称呼,反映了远古海底的信息,而其上的生物类群也能呈现当时海洋的优势物种)窥见一二:

这是典型的寒武纪生物群背景板(好吧全都是三叶虫碎片


而奥陶纪背景板却发生了很大的变化,可以看到:有三叶虫,腕足,苔藓虫,海百合各种乱七八糟(被化石爱好者戏称为海鲜披萨)。可见海洋底栖动物结束了以三叶虫为主的垄断,进入了中古体系,这一体系一直统治海洋直到中生代。


呃……有一天外卖小哥带着披萨,以超越光速的速度送外卖,结果……


寒武繁春,奥陶宁夏

寒武大爆发犹如寒冬后的春天,生态系统呈现出爆发般的繁荣,但是除了三叶虫,更多奇特生物都只是昙花一现,许多生物都在争夺相同的环境空间。相比较而言之后,奥陶纪的夏天虽没有更多的激动人心,但是生物圈已经更加成熟和稳定,大自然从寒武纪形形色色的生物里挑选了几种作为主角来稳定环境。笔石,鱼类和角石,是这个时代的主角。

笔石Graptolithina因形如在岩石上留下的笔迹而得名,这其实是一种浮游小动物的集体公寓,这些小动物就生活在笔石上的小腔体里(比较类似生活在珊瑚里的珊瑚虫,不过人家笔石可是浮游的哦)。笔石最早在晚寒武就出现了,但是完全淹没在大爆发的光芒里,知道奥陶纪才实现大发展,因为其随洋流快速到达全球各地,演化又十分迅速,是古生物学家十分喜爱的标准化石



形态多样的笔石,大自然的艺术

虽然在那时已经有了可能的登陆迹象。但更大的变革还是发生在那边辽阔的海洋里,鱼类的进化之路从这里开始(鱼类的祖先要追溯到寒武纪早期的原脊索动物,但并没有留下完整的化石记录来恢复早期脊椎动物诞生后的形貌和演化的关系。所以严格的来说鱼类的演化直到奥陶纪才为人所知)。但是最早的鱼类是完全不中看的,根据化石记录,这个时候的鱼类没有上下颌、没有真正的鳍、头部和喉部覆有骨板和硬质物,我们将这种鱼类称之为“无颌类”。


你才甲鱼!你全家都甲鱼!

虽然没鱼类真正兴盛要等到大约五千万年后的志留纪,但万里长征已经走出了第一步。(当然,当初在查维基百科的时候,被无颌总纲下面的“盲鳗纲”和“七鳃鳗纲”这两个名字着实萌到了(???????),然而,当我试着进一步了解他们的时候……_?。心理承受能力弱的人还是不要尝试了……)

以上两种动物和谐而平易近人,然而奥陶纪之王却不可能拥有这种和蔼的面目,他们就是大型头足动物:鹦鹉螺类

在大爆发中头足类的祖先也应运而生,不过在群星汇聚寒武纪也同样是配角。但到了奥陶纪,头足类中的鹦鹉螺类却迅速占领了最有利的位置,成为巨型捕食者,他们被称为“角石”(一般特指直壳鹦鹉螺)


小虫子,给你眼神自己体会

当然图中的小三叶虫这种将近10m的大型动物是不屑于品尝的,他们的食物是半米大的三叶虫:等称虫


72cm的霸王等称虫发掘现场,来自加拿大海滩

这种大型的带壳乌贼称霸海洋长达上千万年,中国南方的一套叫“宝塔组”的奥陶纪地层,就是因为这一时期的地层中含有许多“宝塔”(角石的横截面很像宝塔)而得名。


读者可能发现,奥陶纪所有光辉的物种都曾经是寒武纪大爆发里的小角色,而寒武纪的大佬早已淹没在长河之中,所以不要小瞧弱者,他们可能才是被自然选中的人。

哑剧之谜

不像其他地质大事件那样,“奥陶纪物种大辐射”进行的似乎过于平静,像是看了一场精彩的黑白默片,但这毫不掩盖其波澜壮阔的变革。冈瓦纳超级大陆(Gondwanaland)如同放入咖啡中的方糖一样逐渐解体,使得各区域间出现区域隔离;而全球性的海蚀运动,导致古陆边缘的众多岛屿出现;甚至还有学者认为,在寒武纪晚期和奥陶纪早期,全球气温过高(40℃甚至更高,这个理论也被用来解释三叶虫为主的演化动物群遭到灭绝的原因),而之后全球气候变凉,使得陆表海地区的海洋生物获得了适宜的生长繁育环境。这些条件都促使了新的物种的生成。当然,寒武纪大爆发后的惯性和原有物种也在这里也体现在了这次物种大辐射的进化中。

大部分三叶虫选择了轻易地狗带,而一小撮别有用心的三叶虫进化出了护甲

至此,我们完成了对“奥陶纪大辐射”的初步了解。大海,像是我们的故乡,除了孕育出我们的生命,还默默地保存着我们过去的记忆。或许是在地图上,或许是在脑海中,总之她总有一个特定的,永恒不变的坐标点。海就是这么一个角色,泛着谜一样的淡蓝色,就像是记忆里模糊的故乡,那个故乡里有外婆静静地坐在火炉旁,等着我们去问:从前的海是什么样子的?



部分参考资料:

魚類入門》 作者:邵廣昭;陳麗淑;黃崑謀;賴百賢

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