书城童书生命溯源探幽
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第19章 动物王国的进化之路(2)

两栖动物一般是昼伏夜出,并以冬眠度过寒冷季节。但也有一些种类习惯于在白天活动,如南美洲热带雨林中生活着许多种体色斑斓的箭毒蛙,它们与生俱来的毒腺足可吓跑所有对它们心存恶念的动物,自然也就没有必要趁着夜色偷偷摸摸行事了。

古代两栖类

今天的两栖动物,如青蛙、娃娃鱼等,都是体表湿润光滑的,所以它们又统称为“滑体两栖动物”。然而在遥远的古生代,大多数两栖动物却带着厚厚的“盔甲”,身上长着鳞片,俨然一副笨重的体态。

古生代曾经有两大类两栖动物比较繁盛。这些动物的头部很大,结构坚实,覆盖有坚厚的骨板,所以也常常被称为“坚头类”。

第一类叫做迷齿两栖类,在它们牙齿的横断面上可以看到迷路状的珐琅质,因此而得名。它们是最早出现的两栖动物,也是地球上最早的四足动物,在距今3.5亿~2.5亿年前的石炭纪、二叠纪时期十分繁盛,从中生代初期开始逐渐衰落,一直延续到白垩纪早期,然后从地球上销声匿迹。迷齿两栖类在繁盛的时候种类繁多,有些个体到后来发展成2米多长,是当时陆地上一种可怕的捕食者。

第二类古老的两栖动物叫做壳椎两栖类。它们都是一些小型的,生活于沼泽、水边地洞中的两栖类,有的身体细长,有的扁平,体长一般小于30厘米。如二叠纪的笠头螈,头骨侧面和顶盖部分的骨骼向侧面极度生长,使整个头骨的形状像一顶斗笠,故此而得名。它们的身体扁平,而且肢骨又小又弱。显然,这种动物很可能属于底栖型的两栖动物,大部分时间可能都是待在小溪或池塘的水底生活的。

壳椎类最早出现于石炭纪早期(约3.4亿年前),在二叠纪的中期彻底灭绝,其实,它们在这段时间里并没有真正地繁盛过。目前发现的壳椎两栖动物只分布在欧洲、北美和北非的古生代地层中,我国尚未发现这种动物。

在古生代“粉墨登场”的古老两栖动物中,多数种类都在演化过程中衰落并灭绝了,但从古生代的两栖动物中发展出了两个重要的分支,其中一支是向现代的两栖类方向发展,最后演化成为今天的青蛙、蝾螈、大鲵等滑体两栖动物;另一条道路或许更为重要,也更引人注意,即从迷齿两栖类中一个叫做“石炭螈类”的分支中演化出了爬行动物,后来又从爬行动物进一步演化出鸟类、哺乳类等。所以说,在低等的两栖动物中,孕育着以后更加高等的脊椎动物,从而最终出现了天空中飞翔的鸟类以及高等智慧生物———人类。

爬行动物统治时代

3亿多年前,两栖类中一支特殊的队伍———迷齿两栖动物,为了更好地征服广漠的大陆,终于产下了“羊膜卵”。从此,地球上就有了爬行动物。

虽然迷齿两栖动物在古生代晚期的石炭纪和二叠纪曾经一度繁盛,但就在它们繁盛的初期,就已经有一个分支进化成了爬行动物。我们不得不佩服它们的“远见卓识”,因为这些爬行动物的开创者日后逐渐崛起,最终在中生代一统天下,成为一代霸主。想想这样的场面:天空中翱翔着翼展达16米的翼龙,海中隐藏着重达150吨的蛇颈龙,陆地上则游荡着成群结队、大小悬殊的各类恐龙。海、陆、空三大领域全部接受爬行动物的统治,这样壮观的场面恐怕在整个生物进化历史中也是非常罕见的。

人类对探寻恐龙王朝时期的爬行动物抱有浓厚的兴趣,试图揭开它们的盛衰历史。

爬行动物如此强大的实力还要归功于它们所产下的“羊膜卵”,因为它使爬行动物在个体发育过程中真正摆脱了对外界水环境的依赖,从而比它们的祖先———古代的两栖动物,更加适应陆地生活。可以说,羊膜卵的形成是脊椎动物进化史上继“颌的出现”和“从水到陆”之后又一次关键性的飞跃。

羊膜卵的主要特点是具有羊膜、绒毛膜和尿囊膜。胚胎在羊膜卵所提供的羊水中可以免于干燥,而且还能与外界环境顺利地进行气体交换。在羊膜卵外,还包有一层钙质的硬壳或不透水的纤维质卵膜,能防止卵内水分的蒸发,避免机械损伤和减少细菌的侵袭。

正是得益于羊膜卵的诸多优点,即使是到了鸟类和哺乳类动物称雄的今天,爬行动物依然保持着一个强大家族的姿态,继续繁衍生息。

龟类

龟类是比较特殊的动物,从它们所具有的坚硬外壳就能很容易地分辨出来。最有趣的是,大多数的龟都能把头、四肢和尾缩进壳内,虽然这让它们承受了“缩头乌龟”的屈辱,但不能否认,这恐怕是四足动物中最奇特的防御方式,而且也非常有效。

在人们的印象中,它们一直是长寿的标志,中国古代也经常能看到它们的雕像或者工艺品。虽然它们的寿命并不是真的有千年、万年,但一般也可以活到数十岁,有的甚至还创下了188岁高龄的记录,的确无愧于“长寿动物”的美名了。

最原始的龟是原颚龟,与最早的恐龙几乎同时出现在2亿多年前,它已经有了和今天的龟相似的壳了。从此以后,龟的子子孙孙都有了一个壳。

龟类与大多数爬行动物一样是变温动物。主要分布在热带和温带地区。

绝大多数龟鳖类习惯陆地生活,但一般居住在河流、湖泊附近以及沼泽和湿草地中。河龟是较常见的龟类,真正完全陆生的龟类并不多。最引人注目的,当数生活在南半球加拉帕戈斯群岛的象龟,它们可以一生不到水中生活,靠仙人掌为食,只在繁殖期会饮水。成年象龟体长可达到1米,体重160千克。

在我国云南发现的2000多万年前的路南陆龟,身体大小与象龟相仿。在印度还发现过更大的陆龟,其背甲长达2米。在其他大陆,也有大型陆龟化石被发现。可见当年这些大型龟类是广泛分布的,但后来都灭绝了。可能象龟也只是因为生活在岛上才苟延残喘生活到今天。但它们已经面临窘境,急需保护。

还有一些龟类则适应海洋生活,产生了桨状的附肢,只有在产卵期间才回到沙滩。

现在生活在海洋中的龟有棱皮龟和海龟两大类。棱皮龟是现存最大的龟鳖类,最大体长可达3米,重960多千克,俨然是一个庞然大物。

在许多人的印象中,龟的运动速度缓慢,但它们在海中却也是个灵活的游泳高手。而且棱皮龟受惊吓时的速度可以达到每小时35千米。这些龟在大海中生活,却总是不远万里回到出生地产卵。它们对出生地的这份眷恋和在茫茫大海中精确定位的能力,着实让人惊奇。

多年来,由于人类对海龟的肆意捕杀,再加上生存环境的日渐恶化,它们的数量正在急剧减少,现存的大多数海龟种类都被列为濒危物种。

巨鳄传奇

鳄鱼是一个拥有2亿年历史的爬行家族,现在发现的最早鳄鱼化石与恐龙一样,出现在三叠纪晚期,但科学家们相信,鳄鱼起源的时间比恐龙还要早。

这个历史悠久的家族目睹了爬行动物的兴衰、恐龙的灭亡以及鸟类和哺乳动物的兴盛。直到今天,它们依然注视着地球上的生命不息,可谓是一类非常成功的爬行动物。

在1亿多年前鳄鱼繁盛的年代,有一种叫做“帝王鳄”的古代鳄鱼,体长可达11~12米,仅头部就有1人多长。它们生活在大河深处,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,不仅河里的鱼是它们的食物,甚至连中生代的霸王———恐龙,也常常成为它们的“家常便饭”,堪称“恐龙杀手”。

其实,帝王鳄还不算是最大的鳄鱼。生存于美国白垩纪晚期的一种叫做“恐鳄”的鳄鱼,体长达到15米,是已知鳄鱼中的“至尊巨人”。

近来,人们在暴龙类中的阿尔伯塔龙的骨骼上也发现了被恐鳄咬噬过的痕迹,难道对强如阿尔伯塔龙的大型食肉恐龙,恐鳄们也敢进攻?

鳄鱼的成功应该归功于它的身体结构:它的心脏和鸟类、哺乳类一样已经发展出有4个房室,使得身体各部分供氧充足;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。

鳄鱼在进入新生代以后的几千万年里,身体构造基本定型,没有发生大的变化。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,非常适合捕杀猎物。

一般来说,人们印象中的鳄鱼总是凶残成性的“冷血杀手”,因此对其敬而远之。其实,在鳄鱼的演化历史中,不仅有像帝王鳄和恐鳄这样凶残的肉食者,而且也有许多温顺的植食性鳄鱼。

即使是在肉食性鳄鱼中,有些种类也并不凶残。在现存的20多种鳄鱼中,只有两种被列为“食人鳄”。一种是今天唯一能在海中生活的鳄鱼———湾鳄,它的体长一般有6~7米,最大的据说有10米;另外一种是产于非洲的尼罗鳄。大多数鳄鱼通常不会主动进攻人类,尤其是产于我国长江中下游,也是唯一生存于温带的现存鳄鱼———扬子鳄,性情非常温和。

在爬行动物的进化历史中,鳄鱼是一个成功的典范,即使是6500万年前令中生代霸主———恐龙灭绝的残酷考验,也没能消灭顽强的鳄鱼。但是,它们却无法抵御来自人类的威胁,最近的科学调查表明,在现存的20多种鳄鱼中,已经有16种濒临灭绝。

海中恐龙

2亿多年前的三叠纪,在恐龙刚刚登上陆地之前,那时候称霸海洋的已经是形形色色的海生爬行动物了。当时海洋中的爬行动物与现在的不同,不仅种类更为丰富,而且体形巨大,形状怪异。

在中生代的海洋中,龙的影子总是那么伟岸,鱼龙和蛇颈龙是它们当中最负盛名者。

鱼龙是一类高度适应水生生活的已经灭绝的爬行动物。最初,它们的化石在18世纪初被发现的时候,人们还以为是看到了古代死去的海豚或鳄鱼。

鱼龙具有流线型的体形和桨状的四肢,与海豚的外形的确有些相似。它们的嘴巴长而尖,上下颌长着锥状的牙齿,整个头骨看上去像一个三角形。

头两侧生有一对大而圆的眼睛,眼睛的直径最大可达30厘米,这是现代动物所望尘莫及的,即使是今天脊椎动物中最大的眼睛———蓝鲸的眼睛,直径也才15厘米。因此,鱼龙可以在光线暗淡的夜间或者深海里追捕猎物。据科学家估计,鱼龙可以潜到海面以下500米的地方。

绝大多数爬行动物在繁殖后代的时候都是卵生,把蛋产在沙里或者窝里。

可是鱼龙已经非常适应水中生活,没法再回陆地产卵了,它们如何繁殖一直是个谜。

后来在德国发现了肚子里有胚胎的鱼龙化石,人们才恍然大悟,原来鱼龙能够直接产下幼仔。

迄今为止,人们已经发现有胚胎的鱼龙化石近百条,这些化石多数在腹部保留着1~4条胚胎化石,最多的达到12条。

科学家们目前一致认为,鱼龙是产仔的动物。他们甚至找到了处于分娩过程中的鱼龙化石,在这些化石中,小鱼龙一半位于母亲体内,另一半已经在母亲的身体外面了。

鱼龙分娩时,尾巴首先从母体中伸出,这和现在的鲸是一样的。这一点很重要,因为作为用肺呼吸的海洋生物,如果是头部先出生的话就等于判了死刑。

蛇颈龙和上龙是人类很早就发现的另外一类古代海洋爬行动物,曾经广泛分布在侏罗纪和白垩纪的海洋中。

蛇颈龙身体宽而扁,有一条长长的脖子和一个小小的脑袋,就像一条蛇躲在海龟的硬壳中。

体长可达10多米,而脖子就占了身体长度的一半。它们主要以鱼和菊石等生物为食。

上龙是蛇颈龙的近亲,但它们的头很大,脖子比蛇颈龙短,牙齿极为锋利。其中最大的种类体长可达25米,仅头部就有5米长,是侏罗纪唯一一种体形与现代蓝鲸相仿的海洋爬行动物,估计体重可能有100多吨。拥有如此体型和利齿的上龙,进攻当时海洋里的任何动物都不在话下。

迄今为止,人们还没发现过带胚胎的蛇颈龙或上龙的化石,所以还不能确定像它们这样的水生爬行动物究竟是怎么繁殖后代的。从它们的骨骼化石来看,它们应该还具有在陆地上爬行的能力,当然这种爬行能力已经十分有限了。所以尽管还没有找到化石证据的支持,一些科学家还是觉得存在“胎生”的可能性,而且人们至今也没有发现它们的卵所形成的化石。

空中霸主

在恐龙统治世界的年代,爬行动物可谓是鼎盛无比,即使是其他动物所向往的天空,也被翼龙占据,使它们成为名副其实的“空中霸主”。

翼龙是恐龙的近亲,起源于大约2.15亿年前的三叠纪晚期,在6500万年前的白垩纪末走向灭亡。

翼龙的骨骼构造非常特殊,它们的化石刚被发现时,甚至被误认为是鸟类和蝙蝠的过渡类型。其实,它们比鸟类早了约7000万年飞向天空,并在地球上成功地生存了1.5亿年。翼龙为了适应飞翔的需要,已经发展出许多类似鸟类的骨骼特征,例如头骨多孔,骨骼中空,以便减轻身体的重量;胸骨和龙骨突发达,适于强壮的胸肌附着,等等。

但翼龙还不能像鸟类那样自由地、长距离地飞翔,只能在它们的生活环境附近,如海边、湖边的岩石间或树林中滑翔,有时也在水面上盘旋。

目前已经发现了120种以上的翼龙化石,它们的大小差别悬殊。有的翼龙展开两翼,长度可达16米;可有的却娇小如麻雀,实在与“空中霸主”的名头对不上号。

这些大大小小的翼龙大致可以分为两大类:一类是早期的喙嘴龙,主要生活在侏罗纪,它们比较原始,有一条很长的尾巴;另一类是晚期的翼手龙,主要生活在白垩纪,尾巴很短甚至消失。

在人们对翼龙化石的研究结果中,有一点令人非常吃惊:虽然翼龙属于爬行动物,但它们很可能是温血动物!

20世纪初就有人推测,翼龙具备快速运动的能力,而且像蝙蝠一样,身体长毛,并有着与鸟类相似的生活习性,是体温恒定的温血动物。后来在德国发现的喙嘴龙化石上,的确找到了毛的印痕。

翼龙身体上的这些“毛”具有隔热保温的作用,能够防止体内热量的散失,从而调节体温。这一点很像现在的温血动物,而且在翼龙的骨骼中,已经有了像鸟一样能够调节体温的小气囊。

随着越来越多的带毛的翼龙化石被发现,很多相关研究也使人们更有理由相信,翼龙为了适应飞行生活的需要,已经发展出自身产热和保持体温恒定的生理机制。而且,它们的新陈代谢水平较高,具备发达的神经系统和高效的呼吸、循环系统。

翼龙常生活在湖泊和浅海的上空,那里有它们喜欢的各种食物。某些翼龙还具有脚蹼,可以在水中捕食游动的鱼、虾等水生小动物。

陆上的王者

离开海洋,仰望天空,中生代的恐龙在陆地上站稳了脚跟,过足了“地上霸王”的瘾。

一说起恐龙,很多人马上就会联想到四肢粗壮、体型高大的庞然大物。

面对那些数十米长、几十吨重的大型恐龙,它们那种“仰天长啸、地动山”