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三叶虫:已灭绝节肢动物的代表

来源:科普中国-科学原理一点通 2017-10-10     

  节肢动物的现生代表以昆虫为主,而灭绝的节肢动物中,知名度最高的当属三叶虫了。三叶虫是一类已经灭绝的海洋节肢动物,生活时代为寒武纪到二叠纪。

  

  古生动物标本:三叶虫

  三叶虫名字的由来

  三叶虫是在寒武纪就出现的最有代表性的远古动物,它的身体分背、腹两面,背面披有矿化的背甲,腹部主要为柔软的腹膜和两排细长的附肢。从结构上来说,三叶虫的背甲由前向后分为头甲、胸甲和尾甲三部分,就像三片并排排列的叶子,因此得到三叶虫之名。

  三叶虫的头甲构造最复杂。中间隆起的部分为头鞍,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。面线中部从眼与眼叶之间穿过,便于三叶虫从此处蜕皮,面线的类型是三叶虫分类的重要依据。

  胸甲由若干胸节组成,这些胸节相互连接又可以自由活动。每一胸节上都生有一对背沟,将胸节分为中央的轴节和两侧的肋节。

  尾甲是若干个体节互相融合而成的一整块板片,形态和大小因种而异。尾甲边缘常生有各种尾刺。

  

  三叶虫时代

  三叶虫时代的生物

  三叶虫是距今5.4亿~4.9亿年的寒武纪里数量和种类最多的化石,因此寒武纪又被称为三叶虫时代。

  从距今约6亿年开始,地球上发生了一系列的生物辐射演化事件,至寒武纪时无脊椎动物开始异军突起。包括软体动物的单板类、腹足类、喙壳类、软舌螺类,腕足动物,以及众多分类位置难以确定的已经灭绝的门类,成为寒武纪早期的首批“过客”。其后,以澄江生物群为代表的寒武纪大爆发更是展现了生物演化史上最蔚为壮观的一幕,大多数现生动物的代表都在那时涌现出来。

  总的来说,寒武纪出现的生物以海生的无脊椎动物和藻类为主。无脊椎动物中,除了三叶虫以外,还有属节肢动物的三叶形动物、原螯肢类动物,腕足动物,软体动物中的软舌螺类、腹足类、双壳类和头足类,棘皮动物中的海胆、海百合和海扁果等,笔石动物中的树形笔石类,原生动物中的有孔虫,腔肠动物中的钵水母类和水螅类,以及海绵动物中的古杯类,等等。另外还有古虫类,以及脊索动物华夏鳗,原始的脊椎动物、海口鱼、昆明鱼等。寒武纪时还没有出现真正的陆生生物,陆地上一片荒芜。

  

  真正完整的蝙蝠虫

  三叶虫家族里的明星们

  在个体大小方面,迄今发现的最大的三叶虫发现于葡萄牙北部4.65亿年前的奥陶系地层中,身长约90厘米;而此前发现的当时最大的、现在排名第二的三叶虫发现于4.5亿年前的地层中,体长72厘米,宽40厘米,最小的三叶虫成体只有1.07~1.50毫米长。

  在形态方面,比较有趣的三叶虫有蝙蝠虫和王冠虫等。蝙蝠虫是产于上寒武统地层中的一种三叶虫,因尾部具一对强大的前肋刺对称生于左右两侧,使尾甲形似蝙蝠而得名。

  蝙蝠虫早在300年前就已被人发现。中国明代崇祯年间,一个名叫张华东的人在山东泰安大汶口发现了包埋有貌似展翅蝙蝠的怪石,便将之命名为“蝙蝠石”。20世纪20年代,中国的古生物学家经研究后发现那些“蝙蝠”其实是一种三叶虫的尾部,并把这种三叶虫叫做蝙蝠虫。

  王冠虫是中国志留纪的地层中常见的一类三叶虫,体长只有几厘米,因头部边缘有一列突起的小瘤,状似王冠而得名。

  三叶虫的生存绝技

  绝大部分三叶虫在温暖的浅海地带过着底栖生活,依靠其扁平的身体贴伏在海底缓慢爬行,只有少数三叶虫可以在水中浮游。因为它们行动迟缓,一般不会主动攻击其他动物,它们的食物可能是原生动物、海绵动物、腔肠动物以及软体动物的尸体,也可能吃些藻类和其他小型生物。

  三叶虫有各种各样的自卫方法。它们用坚固的背甲抵御攻击能力强大的捕食者,许多三叶虫背部发育的灵活关节能卷曲,以保护腹部,有些种类甚至头部长有突起,尾部生孔,可以蜷成一个“球”。三叶虫的眼睛也许是世界上最早出现的结构精密的复眼,每只眼睛都是由许多精密的独立单元组成,可以把不同的光线组合成一个统一的影像,这样有助于迅速发现掠食者。有些三叶虫的头部坚硬,可以钻入泥沙中生活。有些三叶虫身体虽小,但长有发达的长刺,利于在水中遇敌时起保护作用。

  然而,由于三叶虫附肢未分化为强有力的螯肢和颚器,加上游泳能力也很弱,遇到肉食敌害时,它们就只能卷曲起来或埋入泥中避难:但即使这样也难免被吞食,所以自志留纪开始,三叶虫便衰落了,而二叠纪末发生的集群灭绝事件,更宣告了它们王朝的终结。

  

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  作者: 科学原理一点通