李智宇
尾骨魚化石,尾骨魚生活在距今3.8億~3.6億年前的泥盆紀(jì)中晚期。
3.8億年前,低緯度地區(qū)某淺海海床。
雖然經(jīng)過了奧陶紀(jì)的大滅絕和志留紀(jì)的氣候變化,曾經(jīng)雄霸大海的巨型有殼軟體動(dòng)物已經(jīng)式微,但它們的遠(yuǎn)房親戚:各種各樣的軟舌螺、雙殼類,以及長得很像現(xiàn)代貝殼的腕足動(dòng)物們,都仍在海洋中繁衍生息。在這片深度僅有十余米的淺海中,陽光的強(qiáng)度足以維持相當(dāng)程度的光合作用,讓各種各樣的藻類和浮游植物在海底和海面迅速繁殖。而這些小小的“營養(yǎng)膠囊”則是這些軟體動(dòng)物們的最佳食物來源。不過,在這個(gè)時(shí)代,軟體動(dòng)物們的危險(xiǎn)也更大了——雖然過去獵捕它們的三葉蟲、板足鱟與恐蝦都已經(jīng)衰落,但新的獵手卻比它們更加可怕。
當(dāng)一個(gè)矯健的身影迅速游過光影斑駁的海床時(shí),一只腕足動(dòng)物的命運(yùn)就已經(jīng)注定終結(jié)了:縱然包覆著扇形的鈣質(zhì)貝殼,但這個(gè)不速之客張開的上下頜不但強(qiáng)而有力,而且在邊緣還長著銳利的,像是開罐刀一樣的利齒狀骨甲。在短暫的沖擊和撕咬后,這只腕足動(dòng)物的外殼崩裂下了一大塊,里面的柔軟組織被撕扯了下來。接著,掠食者又一次張開大嘴、讓水流形成強(qiáng)力的局部負(fù)壓,這些被撕裂的軟組織隨即消失在了那張被重重甲胄保護(hù)著的嘴中……
在泥盆紀(jì),這樣的一幕并不算稀奇——畢竟,這個(gè)時(shí)代的海床上到處都堆滿了肥美的,長著貝殼的軟體動(dòng)物,而它們中的相當(dāng)一部分注定會(huì)被為了對(duì)付它們而進(jìn)化出了強(qiáng)有力上、下頜與鋒利齒狀外骨骼的節(jié)頸魚類吃掉,這不過是生態(tài)平衡中稀松平常的一環(huán)而已。尤其是對(duì)這條體長不過一尺上下,在后世將被命名為“尾骨魚”的小型節(jié)頸魚而言,比起更難捕捉的牙形動(dòng)物、其他軟骨魚或者節(jié)肢動(dòng)物,這些緩慢、甚至固定在海床上的“肉罐頭”顯然才是首選的美味佳肴。
雖說尾骨魚塊頭不大、也不算很出名,不過,對(duì)泥盆紀(jì)——也就是大名鼎鼎的“魚類的時(shí)代”——中出現(xiàn)的各種超級(jí)海怪,比如鄧氏魚和霸魚有些了解的人,大概不會(huì)對(duì)這條與現(xiàn)代鯉魚大小相仿的小魚的外貌感到陌生:因?yàn)樗鼛缀蹙褪悄切斎说拇髩K頭的微縮版。雖然尾骨魚與鄧氏魚體型相差懸殊,但兩者都屬于盾皮魚綱節(jié)頸魚目。而鄧氏魚等大型節(jié)頸魚由于體型原因,大多只保留下了頭胸部位的化石。而體型較小的尾骨魚化石往往保存更完整,它們化石上一系列主要特征,尤其是向上彎曲的脊椎形成的歪尾鰭,也成了鄧氏魚的復(fù)原圖模板。
相比起只保留下頭部骨甲化石的鄧氏魚,尾骨魚化石保存相對(duì)完整
尾骨魚想象復(fù)原圖
作為泥盆紀(jì)時(shí)代的海洋霸主,節(jié)頸魚類源自更早些時(shí)候那些沒有下頜、脆弱遲鈍的無頜類祖先。在奧陶紀(jì)末期的大滅絕導(dǎo)致海洋生態(tài)位空出不少后,源自海口蟲等早期脊椎動(dòng)物的原始魚類開始加速演化,其中一部分在體型增大之后,為了抵御四處橫行的海洋節(jié)肢動(dòng)物與長著利喙的有殼頭足類掠食者,逐漸開始長出堅(jiān)硬的甲殼,將重要器官所在的身體前半部分包裹起來。這些早期魚類沒有胸鰭、腹鰭和臀鰭,游泳能力弱,看上去就像是一只只古怪的裝甲蝌蚪。它們?cè)谥玖艏o(jì)的海底淤泥里四處游蕩,讓富含有機(jī)物的泥土流入沒有下頜的口腔,然后再通過鰓孔過濾出其中能吃的東西。
這些早期魚類的“吃土”生涯一直持續(xù)到了它們開始進(jìn)化出下頜。早期無頜魚頭部的渾然一體的骨甲雖然增強(qiáng)了它們的防御力,但同樣也讓它們身體笨重,難以掠食。而下頜的出現(xiàn)讓節(jié)頸魚類的骨甲被分解成了眾多甲片,以確保頭部的靈活性,位于口部附近的甲胄則延伸、變形,演化為刀片狀的利刃,成為脊椎動(dòng)物最早的“牙齒”(與現(xiàn)代脊椎動(dòng)物骨化的牙齒不是一回事)。除此之外,為了適應(yīng)主動(dòng)出擊的需要,最早的肉質(zhì)鰭長了出來,用以確保魚類的機(jī)動(dòng)性和加速能力。而魚類的視覺、嗅覺等感官能力,以及以大腦為主的神經(jīng)系統(tǒng),也在這一過程中迅速“更新?lián)Q代”,變得發(fā)達(dá)了起來。這在客觀上為后世的脊椎動(dòng)物的全面發(fā)展奠定了必要的基礎(chǔ)。雖說進(jìn)化出與現(xiàn)代魚類類似的身體結(jié)構(gòu),但節(jié)頸魚的脊椎仍然是鈣化程度不高的軟骨,和現(xiàn)代的鯊魚相似。這也是大型節(jié)頸魚骨骼化石難以留存下來的原因。
正在捕食三葉蟲的尾骨魚(想象圖)
高速,敏捷的身體,重甲和利齒,外加全面升級(jí)過的神經(jīng)系統(tǒng)與感官,讓這一時(shí)期的節(jié)頸魚類變成了海洋中近乎無敵的存在。尾骨魚這種小型掠食者已經(jīng)可以輕易地橫掃海床。就連在這一時(shí)代已經(jīng)出現(xiàn)的原始鯊魚,在它們面前也只能落荒而逃。掠食性節(jié)頸魚類的全面輻射演化最終徹底改變了海洋生態(tài)的面貌,讓巨型節(jié)肢動(dòng)物從海洋中徹底衰落,不過,它們自己也沒能笑到最后:在泥盆紀(jì)末期的另一輪大滅絕中,龐大笨重的節(jié)頸魚類全面消失,將海洋讓給了更為進(jìn)步的鯊魚,以及長出了堅(jiān)硬骨骼的輻鰭魚類。
而后者,就是我們的直系祖先。
生物
節(jié)頸魚是已滅絕的原始有頜魚類,屬于盾皮魚綱。身體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代魚相似,但頭部和肩部有沉重的硬骨,頸部有關(guān)節(jié),因此得名為“節(jié)頸魚”。繁盛于泥盆紀(jì),但在泥盆紀(jì)末期完全滅絕。
通過本文,大家能否總結(jié)出以尾骨魚、鄧氏魚為代表的節(jié)頸魚類與現(xiàn)代魚類有哪些異同之處?