笔下文学

第一章 藻类和无脊椎动物时代（第2页）

生物学家则从生物本身的生态关系来探讨这一问题，因为地质学的证据否定了这种氧理论的观点。大约在距今10亿年至20亿年之间广泛沉积层中含有大量严重氧化的岩石，这说明在这一时期内已经存在足够生命爆发的氧条件。因而生物学家从两个重要事件的出现来探索造成寒武爆发的原因，即有性生殖的产生和生物收割者的出现。

从化石资料来看，真核藻类大约在9亿年前出现了有性生殖，实际上，有性生殖出现得更早。有性生殖的发生在整个生物界的进化过程中有着极其重大的作用，由于有性生殖提供了遗传变异性，从而有可能进一步增加了生物的多样性，这是造成寒武爆发的原因之一。

生物收割者假说是美国生态学家斯坦利提出的，是一种解释寒武爆发的生态学理论，即收割原则。斯坦利认为，在前寒武纪的25亿年的多数时间里，海洋是一个以原核蓝藻这样简单的初级生产者所组成的生态系统。这一系统内的群落在生态学上属于单一不变的群落，营养级也是简单唯一的。由于物理空间被这种种类少但数量大的生物群落顽强地占据着，所以这种群落的进化非常缓慢，从未有过丰富的多样性。寒武爆发的关键是草食收割者的出现和进化，即食用原核细胞（蓝藻）的原生动物的出现和进化。收割者为生产者有更大的多样性制造了空间，而这种生产者多样性的增加又导致了更特异的收割者的进化。营养级金字塔按两个方向迅速发展：较底层次的生产者增加了许多新物种，丰富了物种多样性，在顶端又增加了新的“收割者”，丰富了营养级的多样性。从而使得整个生态系统的生物多样性不断丰富，最终导致了寒武纪生命大爆发的产生。

对于“收割理论”科学家们目前还没有找到直接的证据来证明其正确性，然而，一些间接的证据支持了这一理论。间接证据之一来自于前寒武纪叠层石，这些由藻类组成的叠层石中保存了前寒武纪最丰富的生产者群落。今天，叠层石仅盛产于缺少后生动物收割者的贫瘠环境中，如超盐量的咸水湖中。藻类在前寒武纪地层中的大量存在，大概反映了当时收割者的贫乏。另外，生态学野外研究也提供了一些间接的证据，研究表明，在一个人工池塘中，放进捕食性鱼，会增加浮游生物的多样性；从多样的藻类群落中去掉海胆，会使某一藻类在该群落中占统治地位而多样性下降。

寒武爆发作为地史上的第二大悬案一直为人们所关注。随着化石的不断发现及新理论的建立，这一谜团最终将大白于天下。

3．三叶虫

提起三叶虫，大家能够想到的估计就是化石之类的词语。毕竟，三叶虫活动的那个年代也的确离我们过于遥远！在距今5。6亿年前的寒武纪就出现了，5--4。3亿年前发展到高峰，至2。4亿年前的二世纪完全灭绝，前后在地球上生存了3。2亿多年，可见这是一类生命力极强的生物。在漫长的时间长河中，它们演化出繁多的种类，有的长达70厘米，有的只有2毫米。背壳纵分为三部分，因此名为三叶虫。

如果从背部看去，三叶虫是呈卵形或椭圆形的，成虫的长为3——10厘米，宽为1——3厘米。小型的6毫米以下。结构上呢，可分为头甲胸甲和尾甲三部分。三叶虫体外包有一层外壳，坚硬的外壳为背壳及其向腹面延伸腹部边缘。腹面的节肢为几丁质，其他部分都被柔软的薄膜所掩盖。一般所采到的三叶虫化石都是背壳。三叶虫背壳的中间部分称为轴部或中轴，左、右两侧称为肋叶或肋部。三叶虫壳面光滑。或有陷孔、瘤包、斑点、放射形线纹、同心圆线纹、短刺等。头部多数被两条背沟纵分为三叶，中间隆起的部分为头鞍及颈环，两侧为颊部，眼位于颊部。颊部为面线所穿过，两面线之间的内侧部分统称为头盖，两侧部分称为活动颊或自由颊。胸部由若干胸节组成，形状不一，成虫2——40节。中间部分为中轴，两侧称为肋部。每个肋节上具肋沟，两肋节间为间肋沟。尾部是由若干体节互相融合而形成的，1—30节以上不等。形状一般半圆形，但变化很大，可分为一中轴和两肋部。肋部分节，有肋沟和间肋沟。肋部可具边缘，边缘上亦常有边缘刺。三叶虫腹面的节肢极少保存为化石，迄今为止全世界已发现节肢化石的只有19个种。从奥陶纪到泥盆纪末的一些三叶虫（比如裂肋三叶虫目）进化出了非常巧妙的脊椎似的结构。在摩洛哥就发现了这样的化石。此外在俄罗斯西部、美国俄克拉何马州以及加拿大安大略省也有带脊椎结构的化石被发现。这种脊椎结构可能是对于鱼的出现的一种抵抗反应。

尽管三叶虫它们出现的年代较为久远，从人们常规意识上来思考的话，大都会觉得它们肯定不会发育完全。当然了，这也得看跟什么物种作比较是吧。再说，三叶虫身体的构造，养活自己绝对是够用。所以大多数的三叶虫是有眼睛的，它们还有可能用来作味觉和嗅觉器官的触角，触须可达20至30厘米。

三叶虫的眼睛是由方解石（碳酸钙，CaCO3）组成的。纯的方解石是透明的，有些三叶虫使用单晶的、透明的方解石来组成其每只眼睛的透镜。这与大多数其他节肢动物不同，大多数节肢动物使用软透镜的、由甲壳素组成的眼睛。三叶虫坚固的方解石透镜无法像人的软晶状体的眼睛那样来调节焦距。但是有些三叶虫的方解石组成一个内部的、复合结构，这个结构可以降低球差，同时提供极好的视觉效果。

典型的三叶虫眼睛是复眼，每个透镜为一个拉长的棱镜。每只复眼内的透镜数不等，有些只有一个，有些可达上千。在这样的复眼中其透镜一般排列为六边形。

既然在眼睛上都会有那么多的区分了，为了不出现什么混淆，三叶虫的分类也是多种多样的。三叶虫为雌雄异体，卵生，个体发育过程中经过周期性蜕壳，在个体发育过程中，形态变化很大。一般划分为3期：幼虫、中年期、成年期。自己都呈现出了这么多不同的状态，所以分类当然不会错过这么重要的根据。三叶虫纲可以分为7目：球接子目、莱得利基虫目、耸棒头虫目、褶颊虫目、镜眼虫目、裂肋虫目及齿肋虫目。

出现在那么久远的年代，估计当时地球本身也没进化好吧，那三叶虫又是怎样生活的呢？

三叶虫与珊瑚、海百合、腕足动物、头足动物等动物共生。大多适应于浅海底栖爬行或以半游泳生活。

还有一些在远洋中游泳或远洋中漂浮生活。生活习性的不同决定着其身体构造不同。底栖三叶虫身体扁平，有的三叶虫可钻入泥沙生活，其头部结构坚硬，前缘形似扁铲，便于挖掘。有的头甲愈合，肋刺发育，尾小，具尖末刺，用以在泥沙中推进。另外，适于在松软或淤泥海底爬行生活的类型，其肋刺和尾刺均很发达，使身体不易陷入泥中。营漂浮生活的类型，往往身体长满纤细的长刺。它们以原生动物、海绵动物、腔肠动物、腕足动物的动物尸体或以海藻等细小生物为食。

三叶虫的生活习性是多种多样的，化石中最多的一类是保存在石灰岩或页岩中，可见当时它们大多生活在浅海底或游移于淤泥之上。它们有的稍能游泳，有的随水漂流。志留纪中期的齿虫类，整个身体几乎被密密的长刺包围，这些长刺对于它们在水里游泳来说是一种强有力的推进器，因此可以推测它们是游泳的能手；同时，这些长刺也是抵御天敌的有效武器。这种类型的三叶虫主要是出现于奥陶纪到泥盆纪时期，当时与它共生的鹦鹉螺类、板足鲎类和鱼类都是三叶虫的劲敌，如果三叶虫不增强它的游泳能力和御敌的武器，它们怎样在那个竞争激烈的环境中继续生存繁衍呢？

奥陶纪的某些三叶虫，如宝石虫、斜视虫、隐头虫等还发展了卷曲的能力，它们的头部和尾部可以完全紧接在一起，仅将背部的硬壳暴露在外；它们还可以钻进淤泥以保护其柔软的腹部器官，这样，一方面便于御敌，另一方面也可以以类似于尺蠖那样的伸曲的方式推动身体前进。

对于三叶虫的个体发育过程，科学家通常是通过采集同一层位中同一种个体的不同生长阶段的标本来研究的。三叶虫的个体发育，大致划分为三个时期——幼年期、中年期和成年期。幼年期虫体头部和尾部尚不分明，也没有胸节，直径大约为0。24－1。3毫米。中年期虫体头部和尾部已经分开，胸节也已经发育，但是节数比成年期少一节。成年期虫体的胸部与尾部节数增加到了极限，虫体增大，壳上的刺、瘤等附加物均出现了。

所谓道高一尺魔高一丈，虽然当时可能地球环境不是像现在这么优越，可兵来将挡水来土掩，

三叶虫的发展还是很迅速的，在寒武纪晚期达到繁殖高点的时代。为了适应不同的生活环境，形态也演变的多种多样。有的头、胸、尾三部分大小相等，壳体缓平，头、尾都缺少明显的装饰，如大头虫：有的头部既宽且大，前缘被一条平阔的围边所环绕，其上还排列着整齐的瘤粒，如隐三瘤虫；有的为了免于受害，在胸、尾装饰着尖长的针刺，如裂肋虫；有的壳体还能够卷曲成为球状，如隐头虫。

或许是真的跟不上地球变化的节奏了，以至于三叶虫采取了佛家的最高秘诀，以不变应万变。可惜，还是没能逃脱消失的厄运！三叶虫灭绝的具体原因不明，但是志留纪和泥盆纪时期两腭强大，互相之间由关节连接的鲨鱼和其它早期鱼类的出现与同时出现的三叶虫数量的减少似乎有关。三叶虫为这些新动物可能提供了丰富的食物。

此外到二叠纪后期时三叶虫的数量和种类已经相当少了，这无疑为它们在二叠纪—-三叠纪绝事件中灭绝提供了条件。此前的奥陶纪——志留纪灭绝事件虽然没有后来的二叠纪——三叠纪灭绝事件那么严重，但是也已经大大地减少了三叶虫的多样性。

中国三叶虫化石是早古生代的重要化石之一，是划分和对比寒武纪地层的重要依据。主要的三叶虫化石品种有：蝙蝠虫、四川虫、副四川虫、似栉壳虫（即湘西虫）、王冠虫、沟通虫。

⒋珊瑚

大家对珊瑚的普遍印象似乎都在那些漂亮的装饰品上面。更觉得它生来就是那样，是没有生命的！但是事实上的珊瑚却跟大家想象的还是有一定差距的。珊瑚虫是一种海生圆筒状腔肠动物，在白色幼虫阶段便自动固定在先辈珊瑚的石灰质遗骨堆上，珊瑚是珊瑚虫分泌出的外壳，珊瑚的化学成分主要为CaCo3，以微晶方解石集合体形式存在，成分中还有一定数量的有机质，形态多呈树枝状，上面有纵条纹，每个单体珊瑚横断面有同心圆状和放射状条纹，颜色常呈白色，也有少量蓝色和黑色，珊瑚不仅形象像树枝，而且颜色鲜艳美丽，生来就是做装饰品的材料，并且还有很高的药用价值。

而珊瑚最早也是出现于寒武纪，至中、晚奥陶世大量繁育，同层孔虫、苔藓虫等一起，是温暖浅海的重要造礁动物。海洋无脊椎动物新类群的出现和多样化，加剧了浅海陆棚区的生存竞争。

珊瑚的类型还是很多的，但归属于同一类别的也有不少！像是石珊瑚约有1000种；黑珊瑚和刺珊瑚约100种；柳珊瑚（或角珊瑚，柳珊瑚目约1，200种；而蓝珊瑚仅存一种。

而这其中，石珊瑚是最为人熟知、分布最广泛的种类，单体或群体生活。与黑珊瑚和刺珊瑚一样，隔膜数为6或6的倍数，触手较简单而不呈羽状。石珊瑚、黑珊瑚和刺珊瑚与有亲缘关系的海葵的不同之处主要在于有外骨骼。石珊瑚见于所有海洋，从潮带到6000公尺（约20000呎）深处。营群体生活的种类，其水螅体直径1—30公釐（0。04—1。2吋）。大多数活体石珊瑚为浅黄色、淡褐色或橄榄色，依生活在珊瑚上的藻类而定。但其骨骼恒为白色。

最大的营单体生活的石珊瑚为一种石芝属（Fungia）动物，直径可达25公分（10吋）左右。

石珊瑚的骨骼呈杯状，包住水螅体，其成分几乎纯为碳酸钙。其生长率取决于年龄、食物供应、水温以及种类的不同。环状珊瑚岛和珊瑚礁由石珊瑚的骨骼形成，其形成速率平均每年约0。5——2。8公分。常见的石珊瑚种类包括瑙珊瑚、蘑菇珊瑚、星珊瑚和鹿角珊瑚等，均以其形态命名。

黑珊瑚和刺珊瑚呈鞭状、羽状、树状或形如瓶刷，分布于地中海、西印度群岛以及巴拿马沿岸海域。

由于环境污染，导致空气中一种使珊瑚易死的成分，出现在一些珊瑚区，因此，全球珊瑚种类及数量急剧减少。再说，生态环境恶化了，珊瑚的栖息环境也必定遭受到威胁。

石珊瑚中的深水石珊瑚，顾名思义它们栖息在深海。已知栖息最深的记录是在阿留申海沟6296——6328米处发现阿留申对称菌杯珊瑚。深水石珊瑚一般以单体为主，少数群体，且个体小，色泽单调。用拖网、采泥器在海洋不同深度的海底都可以采到。

石珊瑚中的浅水石珊瑚分布在浅水区，一般从水表层到水深40米处，个别种类分布可深达60米。绝大多数是群体。在热带海区生长繁盛。它们在水中生活时色彩鲜艳，五光十色的，把热带海滨点缀得分外耀眼，故浅水石珊瑚区有海底花园的美称。

在热带或亚热带区的印度-太平洋水域和大西洋-加勒比海区都有浅水石珊瑚生长。但是由于地理障碍（巴拿马地峡在600万年前已形成）这两个海区的浅水石珊瑚在演化过程中形成了两个截然不同的区系。