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第4章 古生物(4)

水螅纲动物大多数都是海生动物,少数栖息在淡水中。它们的外形多种多样,但基本类型就是水螅型和水母型两种类型。大部分的水螅纲动物在一生中都有水螅型和水母型的世代交替现象,少数种类没有水母型或水母型不发达,也有一些种类则没有水螅型或水螅型不发达。水螅型的动物个体都很小,一般直径不超过2到3厘米,不如珊瑚虫纲动物的水螅型个体大,外形有袋状、杯状、圆柱状,多为群体生活。

层孔虫类是水螅纲的化石代表,自寒武纪出现,一直延续到白垩纪,而后灭绝。它们都是在海底营固着底栖生活的造礁生物,志留纪和泥盆纪是它们的极盛时期,也是造礁的主要时期。

原始水母纲的水母体形状有椭圆形和盘形,它们从前寒武纪出现后,到了奥陶纪就灭绝了。

钵水母纲全部是海洋生物,自由游泳或营固着生活。它们当中的大多数成员都是大型的水母,例如我们熟悉并经常食用的海蛰就是一种钵水母动物。锥石亚纲是钵水母类中的主要化石代表动物,它们的化石主要发现在好望角早期到二叠纪的地层里,尤其以志留纪和泥盆纪地层中发现的最多。

五、古蠕虫动物、古腕足动物和古苔藓动物

古今蠕虫

300多年前的18世纪,生物学的系统分类还很不完善。当时的著名分类学家林耐把那些身体大致呈长形、缺少外骨骼、运动方式为靠皮肤肌肉收缩和体液压力进行蠕动的“虫子”统称为蠕虫动物。

实际上,所谓蠕虫动物是许多原始的刚刚有三胚层身体结构的动物的统称,它包括了许多庞杂的类群。所谓三胚层,就是在类似于珊瑚或是海绵那样的只有内、外两个胚层的动物的身体结构基础上又在内胚层和外胚层之间形成了中胚层。

除了中胚层产生之外,所有的蠕虫动物也还有一些其他的共同特点,如身体两侧对称、身体分节、形成了雏形的附肢——疣足等。

根据有无体腔的形成,科学家把蠕虫动物首先分为无体腔、假体腔和真体腔三大类。其中,无体腔蠕虫动物包括扁形动物门和纽虫动物门两大门类,假体腔蠕虫动物包括包括线虫动物门、线形动物门、轮虫动物门、腹毛动物门、动吻动物门和棘头动物门,而真体腔蠕虫动物则包括螠门、星虫门、鳃曳动物门和环节动物门。

无体腔蠕虫动物和假体腔蠕虫动物保存下来的化石非常稀少,仅有一些寄生类化石、印痕化石等。

真体腔蠕虫动物的遗体化石也很少,但是虫颚(虫牙)和遗迹化石较为丰富。20世纪90年代,我国科学家在云南省澄江地区发现了大量的寒武纪古生物化石,被称为“澄江动物群”,其中就有属于鳃曳动物门的蠕虫动物遗体化石,如帽天山虫、环饰蠕虫和古蠕虫等。这些5亿多年前潜居在古海洋海底泥沙中的古老生物为科学家研究地球早期的动物进化及地球早期生态环境提供了难得的线索。

古今腕足动物

腕足动物是生活在海底的一大类有壳的无脊椎动物,它们的两瓣壳大小不一样,壳质是钙质或几丁磷灰质。腕足动物在幼虫期要度过几天到两个星期的时间营浮游生活,然后长出肉茎附着于海底营固着生活,不过也有一些种类是以次生胶结物或壳刺固着于海底或自由躺卧着生活。

现代仍有7个超科、84个属、将近300种的腕足动物生活着,而在地质历史时期它们就更繁盛了,从6亿年前的寒武纪到1万年前的第四纪都有化石记录,截止到1979年时已经被科学家描述过的属就有3377个,种数则超过了32000个。这些林林总总的腕足动物化石在确定地质时代上有着重要的意义。

科学家把腕足动物分成了4个纲:无铰纲、始铰纲、具铰纲和腕铰纲。其中,无铰纲包括舌形贝目、乳孔贝目、神父贝目和髑髅贝目;始铰纲包括三分贝目和尼苏贝目;具铰纲包括正形贝目、五房贝目、扭月贝目和长身贝目;腕铰纲则包括小嘴贝目、穿孔贝目、无洞贝目、无窗贝目和石燕目。

现代腕足类动物在浅海、半深海和深海环境里都有发现,而且最适合于在正常盐度的海洋里生活。淡化的海中除了舌形贝之外很少发现有其他的腕足动物,例如波罗的海和其他北欧海域没有腕足类就是因为盐度较低造成的。现代腕足类动物在砂质海底、岩石海底和粘土泥质海底都有分布。其中,穴居的舌形贝类喜欢砂质海底,固着生活的腕足类则喜欢岩石海底或含有碎砾和碎壳的海底。现代腕足类还经常与藻类、珊瑚、蠕虫、软体动物和棘皮动物等共生在一起。

化石腕足类在各类沉积岩中都有发现,不过以灰岩、泥灰岩、页岩和粉砂岩中出现的较多,而且保存得也较好。古生代的腕足类化石经常出现在礁石地层中,与珊瑚、层孔虫、苔藓虫以及海绵等生活在正常浅海中的动物共生在一起,因此可以推测当时的腕足动物也是生活在盐度正常的浅海之中。中生代以后的腕足动物开始出现了与深海生物共生的类型,而且从化石资料上还可以看出腕足类从阳光充足的浅海向弱光半深海直到深海散布的过程,而正是这样的过程才使得今天的海洋里不管是浅海、半深海还是深海都有了腕足动物在生活着。

古苔藓动物

苔藓动物与植物里的苔藓可是两回事!它们是一类个体微小的原始水生群体动物。不过,它们比蠕虫动物的身体构造要进化一些,具有三胚层和真正的体腔,而且身体不分节。它们之所以被称为“苔藓动物”或“苔藓虫”,只是由于它们的群体形态在外形上很像苔藓植物而已。同时因为它们总是营群体生活,所以又被叫做“群虫”。

大部分苔藓虫都生活在海洋里,只有极少数种类生活在淡水中。科学家把它们分成窄唇纲、裸唇纲和护唇纲三个纲。其中,窄唇纲包括环口目、泡孔目、变口目和隐口目4个目,裸唇纲只有栉口目和唇口目两个目,而护唇纲只是一个完全生活在淡水里的很小的一个类群。

海洋中的苔藓虫能够适应各种温度和深度的环境。现代苔藓虫从海滨区的潮间带到5500米的深海都有分布,从温暖的海洋到寒冷的极区海水中均能生存,可见苔藓虫的适应性是多么的强大。不过,大多数的苔藓虫还是繁盛于正常盐度和比较清洁的温暖浅海中,一般在25米到60米的水深范围内最多。但是,苔藓虫并不是在这些水体里自由游泳的动物,它们是底栖固着或附生在其他物体上的动物。它们能够适应各种不同性质的海底,还常常附生在腕足动物和软体动物的硬壳上,有的还能够附着在海藻上生长。

最早的苔藓虫化石发现在奥陶纪早期的地层中。在苔藓虫中,栉口目是比较原始的一个类群,它们自奥陶纪出现以后一直延续到现代,但是演化很少,化石也不多。而作为苔藓虫的第一个繁盛期,奥陶纪中还出现了变口目、泡孔目、隐口目、环口目和栉口目苔藓虫。泥盆纪到石炭纪是苔藓虫的第二个繁盛期,上述各个目依然存在,但是隐口目却显得特别地繁盛。变口目、泡孔目和隐口目到了二叠纪的末期就已经开始趋于灭绝,只有一些孑遗延续到了三叠纪。苔藓虫的第三个繁盛期是侏罗纪到白垩纪,此时环口目大量兴盛,成为统治性的苔藓虫类,唇口目开始出现并也得到了大量的发展。苔藓虫的第四个繁盛期是直到现代的新生代,这一时期唇口目极其发展,繁盛度超过了环口目,成为苔藓虫类中生物多样性最丰富、发展最高级的一个目,在现代海洋里占据着统治地位。

六、古软体动物与古棘皮动物

软体动物话古今

软体动物是无脊椎动物中数量和种类都非常多的一个门类,已经发现的现代种类加上化石种类一共有12万种,仅次于节肢动物而成为动物界中的第二大门类。软体动物适应力强,因而分布广泛,陆地、淡水和咸水中都有大量成员,像蜗牛、河蚌、海螺、乌贼等都是我们熟悉的代表。

各类软体动物虽然形态各异、习性有别,但是基本特征十分相似,身体柔软而且大多数都不分节,一般都分为头、足、内脏团和外套膜4个部分。外套膜通常还都分泌出钙质的硬壳保护在身体的外面。由于外套膜形状因种类而异,不同种类的软体动物的硬壳外形也就各种各样。不过,除了大多数成年期的腹足动物之外,它们的壳体都是左右对称、也就是两侧对称的。科学家正是根据这些硬壳和软体结构的差异,将软体动物分成了10个纲,它们就是单板纲、多板纲、无板纲、腹足纲、掘足纲、双壳纲、喙壳纲、头足纲、竹节石纲和软舌螺纲。

单板纲软体动物的特点是壳的形状像帽子或勺子。它们早在寒武纪早期就已经出现,一直繁衍到现代,现代的新笠贝就是代表。

多板纲身体两侧对称,呈椭圆形,背壳由8块骨板组成。它们出现在寒武纪晚期,一直延续到现代。

无板纲没有骨板或贝壳,两侧对称的身体像蠕虫似的。不过它们身体外表披挂着带有钙质针状棘的角质外皮,因而也能够起到一定的保护作用。无板纲没有化石代表,现代生活的有海兔等。

腹足纲是我们再熟悉不过的软体动物了,蜗牛、田螺、海螺等都是这一纲的成员。它们的软体和外壳在个体发育过程中发生扭转,因而壳形呈单螺旋的形态。腹足纲的也是早在好望角早期就出现了,而且一直繁衍到现代,陆地、海洋、淡水里都有它们的分布。

掘足纲的外壳像细长的管子,两端开口,两侧对称。掘足纲从奥陶纪出现,一直延续到现代,代表动物有角贝等。

双壳纲也是我们熟悉的软体动物,河蚌、海扇、蛤蜊以及我们在海边能够捡到的绝大多数贝壳都属于双壳纲。它们的特点是有两瓣壳,两个壳瓣之间有铰合构造;它们的软体部分缺乏明显的头部,腹侧则具有肉足。从寒武纪到现代地球上的海洋和淡水里一直都有双壳纲动物的分布。

喙壳纲的壳看起来也像有两瓣,但是没有铰合构造,它们的壳实际上是“假双壳”形态的单壳。它们是已经绝灭了的古生物,只生活在寒武纪到奥陶纪,代表有海拉尔特壳等。

头足纲是软体动物门中发育最完善、最高级的一个纲,包括地质历史时期曾经大量繁盛并具有重要意义的鹦鹉螺类、杆石、菊石、箭石和现代的章鱼、乌贼等。它们全都是海洋里的肉食性动物,善于在水底爬行或在水中游泳。头足纲动物两侧对称,长得很明显的头在身体前方,两侧具有发达的大眼睛,中央有口,口内有角质的颚片;口的周围环列着一圈能够用来捕食其他动物的腕。头足纲动物有的具有外壳、有的具有内壳、也有的没有壳。头足纲的演化历史也很长,从寒武纪直到现代。

竹节石纲是一类辐射对称、单锥形壳的古代软体动物,分布时代从奥陶纪到泥盆纪,代表有竹节石等。

软舌螺纲也是一类单锥形壳的古代软体动物,但是它们是两侧对称的,分布在好望角到奥陶纪,代表有软舌螺等。

今昔棘皮动物

在水族馆里,五颜六色的鱼儿和千姿百态的其他水生动物肯定让你眼花缭乱、目不暇接。但是,你绝对会在一些色彩鲜艳的五角星似的动物前面驻足良久,因为它们太奇特了——其他的动物身体都是两侧对称的,这些动物却那么的与众不同。仔细看一下标牌你就会知道,原来它们的名字叫做海星,属于棘皮动物门,身体的这种独特状态被科学家们称为五辐射对称。

棘皮动物全都生活在海里。科学家通过解剖知道,它们身体内部分布着一套极其复杂的“水管系”,水管系的末端通常形成管足,能够行使运动、取食、感觉、呼吸以及营造巢穴等多种功能。棘皮动物身体内部还有由中胚层分泌形成的内骨骼,其骨板以及外面覆盖的皮膜上长有不同形状的棘刺或管瘤,“棘皮动物”这一名称就是因此而产生的。

海百合

实际上,我们看到的这些五角星似的五辐射对称动物是棘皮动物的成年个体,在它们的幼虫期,棘皮动物也是两侧对称的。根据这一点,再加上一些其他的身体特点以及胚胎发育特点,科学家认为棘皮动物与脊索动物可能是由共同的祖先演化而来的。也就是说,棘皮动物是无脊椎动物中最高等的一门,它们与我们脊椎动物所在的脊索动物门的亲缘关系最近。棘皮动物的幼虫经过两侧对称的担轮幼虫阶段发育为五辐射对称的成虫,这是由于从浮游的生活方式过渡到固着或很少移动的生活方式而产生的。有些种类如海参等到了成虫外形依然保持两侧对称,但是内部构造却具有五辐射对称的特征了。

海胆

棘皮动物化石早在寒武纪地层里就有发现,而直到今天,棘皮动物仍然很繁盛。科学家统计发现,现生棘皮动物和化石棘皮动物总共有大约2万种,大约占所有动物总数的2%。其中,现生的棘皮动物有大约5千种。在化石棘皮动物中,海百合类与海胆类化石较多,海星类化石较少。科学家把棘皮动物分成4个亚门:海胆亚门、海扁果亚门、海百合亚门和海星亚门。其中,海胆亚门包括7个纲:海旋板纲、海座星纲、海蛇函纲、海蒲团纲、海盘囊纲、海参纲和海胆纲;海扁果亚门包括3个纲:海桩纲、海笔纲和海箭纲;海百合亚门包括8个纲:始海百合纲、海林檎纲、拟海百合纲、垫海蕾纲、拟海蕾纲、海蕾纲、鳞海林檎纲和海百合纲;海星亚门只有一个纲:海星纲。