到了距今6.8~6億年時,一大群軟體軀的多細(xì)胞無脊椎動物(無殼后生動物)終于發(fā)展到高峰,這就是埃迪卡拉動物群的出現(xiàn);該動物群化石產(chǎn)于澳大利亞南部埃迪卡拉山前寒武紀(jì)末期的地層中,共計8科22屬31種,包括腔腸動物、環(huán)節(jié)動物、節(jié)肢動物等。其特點是動物體增大,門類增多,結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜,生活方式多種多樣。而且,該動物群化石在世界各地廣泛分布,表明當(dāng)時該動物群是海洋中的真正統(tǒng)治者。 埃迪卡拉動物群最先由斯普里格(R.C.Sprigg)于1947年在澳大利亞南部的埃迪卡拉地區(qū)的龐德石英巖(PoundQuartzite)中發(fā)現(xiàn)。 埃迪卡拉生物群包含三個門,22個屬,31種低等無脊椎動物。 三個門是:腔腸動物門,環(huán)節(jié)動物門和節(jié)肢動物門。 其中:水母(Medusoid)有7屬9種;水螅綱有3屬3種;海鰓目(Pennatulaceun)(珊瑚綱)有3屬3種;缽水母2屬2種;多毛類環(huán)蟲2屬5種;節(jié)肢動物2屬2種。(各個版本文件分類有所不同,需進(jìn)一步考證) 以后世界各地都發(fā)現(xiàn)了此類化石。 動物分類 腔腸動物類水母體化石主要是游泳的,鐘狀外形,保存為印模者較多??诓考坝|手的外形還不清楚。從外形及表面不同裝飾,如同心狀、放射溝狀、突出葉狀物等來分類,有許多屬可以區(qū)分出來,如Ediacaria,Medusinites,Cyclomedusa等屬是常見的。Mau'sonites比較特殊,有單一同心狀脊及盾狀外形的物體,看來是一群體水螅漂浮室的支持物。Conomedusites 是一錐狀化石,有4重對稱及許多觸手,應(yīng)屬于缽水母綱的原始錐石類。腔腸動物門的3個綱在埃迪卡拉動物群內(nèi)都有代表,并可能有鈣質(zhì)骨針的痕跡。還有一些屬缽水母綱及水螅綱,有可疑的幾丁質(zhì)的骨骼。沒有發(fā)現(xiàn)鈣質(zhì)珊瑚的痕跡。 環(huán)節(jié)類的蠕蟲有兩類,一是體平及多節(jié)的狄更遜蠕蟲,與現(xiàn)生的Spinther相似,過去曾稱為狄更遜水母。另一類是更像蠕蟲的斯普里格蠕蟲,它有馬蹄形的頭部。 Parvancorina像是一個甲殼動物或三葉蟲的生長過大的幼蟲,其他則與海鞘類被囊動物可以相比,它的親緣關(guān)系還不清楚。Tribrachidium 似屬棘皮動物中稀少的三輻射對稱一類,沒有現(xiàn)代的及早寒武世的棘皮動物所具有的鈣質(zhì)板的痕跡。Praecambridium個體小,它可以有幾丁質(zhì)的殼,附在分類位置不明的動物分節(jié)體上。 化石產(chǎn)生原因 后生動物軟體印模能在厐德砂巖里保存下來,是由于該砂巖沉積時波浪及水流強度暫時減弱,動物軟體與細(xì)泥砂合在一起,軟體正在腐爛時或腐爛之后被蓋上另一層細(xì)砂,原來軟體的印模即被保留。如軟體較長期不腐爛,則蓋上去的細(xì)砂的下表面還可具有印痕。 化石研究 有幾種化石比較象后來動物的先驅(qū)。埃迪卡拉后期,有一些蟲子爬行的痕跡,也找到一些小的硬殼動物??墒谴蟛糠值陌5峡ɡ瓌游锸且恍┎荒軇拥那?,盤,葉狀體。在學(xué)者之間,這些化石到底是什么也有很多爭論。有些科學(xué)家認(rèn)為,它們是進(jìn)化的盡頭:一種自然歷史經(jīng)歷的結(jié)束,沒有進(jìn)化為任何東西。 研究人員發(fā)現(xiàn)了一批新的化石,是神秘的、前寒武紀(jì)的埃迪卡拉(Ediacaran)生物的化石,化石保留著三維的特性。埃迪卡拉生物被認(rèn)為是寒武紀(jì)大爆發(fā)的“導(dǎo)火索”。因為埃迪卡拉動物是軟體的,所以它們的化石很難找到,人們對它們也缺乏了解。加拿大紐芬蘭的錯誤點(MistakenPoint)有埃迪卡拉生物的化石集合,在此之前研究人員在那里只發(fā)現(xiàn)過二維的印記樣品。GuyM.Narbonne描述了一組從這個化石集合中找到的三維的化石,其中有保存下來的30微米之小的特征。和其他在錯誤點找到的同類化石一樣,這 些生物體看起來有點像植物,有從干上分支出來的被稱為“小葉(frondlt)”的結(jié)構(gòu)。這些小葉結(jié)構(gòu)可能是由莖支撐在海底上面,自由地漂浮的。新化石還展示了一些以前沒有看到過的小葉排列。Narbonne說,現(xiàn)代動物沒有明顯的類似結(jié)構(gòu)。 埃迪卡拉生物群包含了多種形態(tài)奇特的動物化石:身體巨大而扁平、多呈橢圓形或條帶形,具有平滑的有機質(zhì)膜,是人們迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老、最原始的化石,也是在太古代地層中發(fā)現(xiàn)的最有說服力的生物證據(jù)。按Seilacher的觀點,埃迪卡拉動物群可分為輻射狀生長、兩極生長和單極生長3種類型。除輻射狀生長的類型中可能有與腔腸動物有關(guān)系的類群外,其他兩類與寒武紀(jì)以后出現(xiàn)的生物門類無親源關(guān)系 。 盡管有關(guān)埃迪卡拉(型)生物群的性質(zhì)還有許多爭議,但其奇怪的形態(tài)令許多學(xué)者相信,埃迪卡拉(型)生物群是后生動物出現(xiàn)后的第一次適應(yīng)輻射,它們采取的不同于現(xiàn)代大多數(shù)動物采取的形體結(jié)構(gòu)變化方式。不增加內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,只改變軀體的基本形態(tài),變得非常薄,成條帶狀或薄餅狀,使體內(nèi)各部分充分接近外表面,在沒有內(nèi)部器官的情況下進(jìn)行呼吸和攝取營養(yǎng)。如現(xiàn)代大型寄生動物滌蟲現(xiàn)代大多數(shù)生物采取的是保持渾圓或球形的外部形態(tài)的同時,進(jìn)化出復(fù)雜的內(nèi)部器官來擴大相應(yīng)的表面積(如肺、消化道),從化石上可以看出,這些生物已具有了高度分化的組織和器官,說明它們已不是最原始的類型。它們代表了后生生物出現(xiàn)以后的第一次輻射演化因此,可以認(rèn)為艾迪卡拉(型)動物群是在元古宙末期大氣氧含量較低的條件下后生動物大規(guī)模占領(lǐng)淺海的一次嘗試,結(jié)果失敗了,而導(dǎo)致絕滅。在后來的演化過程中,后生動物采取了第二種方式,使內(nèi)部的器官復(fù)雜化和物種多樣化的發(fā)展,即生物系統(tǒng)演化。
由“管子”構(gòu)成的基本上無法移動的奇特生物體是地球上最早的復(fù)雜生命。它們出現(xiàn)在5.79億年前,在海底繁盛了約3700萬年,然后就消了。這變成一樁奇事,人們只能從砂巖化石記錄模糊的印記中略知皮毛。 是什么讓它們滅絕?來自納米比亞的新化石證據(jù)顯示,這些埃迪卡拉動物群的世界被5.41億年前寒武紀(jì)開始時生命形式的暴發(fā)所顛覆。其中一些生物可能進(jìn)化到吃掉它們神秘的祖先,并且通過幾乎未給被動的埃迪卡拉動物群留下任何希望的方式改造了環(huán)境。 如果是這樣的話,這些復(fù)雜生命形式的首次大規(guī)模滅絕便有了生物學(xué)原因,而非像被認(rèn)為由環(huán)境驅(qū)動的5次物種大滅絕。 埃迪卡拉動物群從化石記錄中的消失一直困擾著生物學(xué)家。主流的理論是在一次災(zāi)難性的大滅絕中,它們被吃掉了或者其棲息地被新進(jìn)化的動物破壞,亦或者由于海洋環(huán)境的變化,沒再留下化石記錄。 來自加拿大多倫多大學(xué)密西沙加校區(qū)的Marc Laflamme和同事在仔細(xì)研究后,并沒有發(fā)現(xiàn)低氧條件或其他擾動的地球化學(xué)特征,以支持環(huán)境驅(qū)動的大滅絕觀點??紤]到這種寒武紀(jì)軟體動物的化石是在像著名的波基斯頁巖一樣的巖石中形成的,外部環(huán)境似乎不可能不允許任何幸存的埃迪卡拉動物群在寒武紀(jì)時期留下化石印記。 |
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