埃迪卡拉生物群(地球的生物历史神秘的埃迪卡拉生物群)

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埃迪卡拉生物群(地球的生物历史神秘的埃迪卡拉生物群)

埃迪卡拉生物群因发明于南澳大利亚埃迪卡拉山前寒武纪晚期的庞德砂岩而得名,是已知最古老的具有庞杂体型构造的生物组合,重要生涯在5.75亿年前至5.41亿年前的海洋中,是宏体生物的演变百思特网进程中最为奇特的化石生物群,它们为软躯体,化石以印痕或铸型方法保留于碎屑岩中。

多数学者以为埃迪卡拉生物群可能是后活泼物的早期代表,是后活泼物涌现后的一次适应性辐射,其所采用的与现代大多(原创版权www.isoyu.com)数动物截然不同的形体构造,是为了适应元古宙末期的低氧环境。目前的证据表明,埃迪卡拉生物群的组成十分庞杂,不仅包含辐射对称动物基干和冠部类群,两侧对称动物的基部类群,还包括了动物进化中的“失败的试验品”,更包含了其他真核生物的可能代表。埃迪卡拉生物群灭绝后,迎来了后活泼物在寒武纪初的大爆发。

埃迪卡拉生物群的发明

最早埃迪卡拉化石的报道可以追溯到1872年,加拿大古生物学家以利加拿•比林斯在加拿大纽芬兰省东南部的阿瓦隆半岛发明了一种圆盘状印痕,定名为圆盾盘虫,但当时,甚至以后很长时光大家都以为这些构造是非生物的沉积结构,而不是化石。1908年,地质调查者在纳米比亚发明了相似的化石组合,这些化石直到1929-1933年,才由德国古生物学家顾里其进行了描写。1946-1949年,澳大利亚地质学家斯普里格在埃迪卡拉山发明了更多的化石,并发表在当地皇家学会的会刊上。不幸的是,由于前寒武纪没有化石这种观点根深蒂固,这些发明并没有引起看重。

1958年,特雷弗•福德报道了在英格兰查恩伍德森林由一个中学生罗杰•梅森发明的叶状印痕化石,并以这个中学生的名字命名了这种新化石:梅森强尼虫Charnia masoni。该发明快速引起了澳大利亚有名科学家马丁•格莱斯纳教授的关注,并在《自然》杂志上发表了一篇短评,将强尼虫与埃迪卡拉山中发明的叶状体进行了比拟,并说明为海笔类的化石。他和同事玛丽•韦德以为,埃迪卡拉山和包含查尔伍德森林在内的其他许多处所发明的丰硕盘状印痕,是新元古代末期普遍存在的一个生物群,于是取名“埃迪卡拉动物群(Ediacara fauna),科学界第一次认识到寒武纪以前的海洋性命形态。适当一点说,“Ediacara”一名来自澳大利亚的土著语言,意思为“泉水孔”(veinlike spring of wa百思特网ter),而这里的“泉”可能是庞杂动物的来源之处。

埃迪卡拉山

埃迪卡拉生物群的散布

自埃迪卡拉生物群发明后,首次证实了前寒武纪就已存在多细胞生物,因而快速引起了科学界的普遍关注。至今,除了南极大陆以外,包含所有其他大陆地域,如英格兰、爱尔兰、挪威、纳米比亚、墨西哥、俄罗斯、加拿大、美国和中国等超过30多个产地都发明了这类化石。其中四个处所是埃迪卡拉生物群的“集合区”,分离是澳大利亚、纳米比亚、纽芬兰和俄罗斯。

值得注意的是,世界各地发明的埃迪卡拉生物群大多以印痕或铸模情势保留在碎屑岩中,而我国近年来在三峡地域所发明的埃迪卡拉化石产自海相碳酸盐中,这表明埃迪卡拉生物群的生存空间广布于全部海洋。

埃迪卡拉生物群复原图

埃迪卡拉生物群的特点

埃迪卡拉动物是没有矿化的外壳和骨骼的软躯体生物,它们没有现代动物所具有的嘴,大多靠身材表面和海水接触,靠渗透接收养分,更缺少动物通常所具有的进行活动、取食和消化等功效的器官。

埃迪卡拉动物不同于2021-09-28 的主流性命情势,它们具有独特的性命形态,大多呈扁平状、圆盘状、叶状、管状、扇状等,一般只有几厘米大小,最大的体长达1米,它们有的像是海笔、水母或蠕虫,而有的却和我们所熟习的生物类型截然不同。

埃迪卡拉生物群自发明以来,已经描写的化石超过250个种。重要物种有叶片状的查恩盘虫、狄更逊水母、圆盾盘虫、环轮水母、莫森水母、斯普里格虫、蕨叶虫、三臂盘虫、金伯拉虫、克劳德管等。

查恩盘虫(Charniodiscus)

叶片状的查恩盘虫是埃迪卡拉生物群的标记性类型之一,查恩盘虫生存于大约 5.7亿到5.5亿年前。散布普遍,在加拿大的纽芬兰,英格兰和澳大利亚都有发明。查恩盘虫绝对是当时巨无霸级的生物,高可达1米以上,其“叶柄”两侧有许多对生或互生的“羽叶”,“叶柄”始端有个球形固着器。查恩盘虫的形态特点与现生腔肠动物中的海笔类非常类似,但其真实的身份至今仍然是个迷。

查恩盘虫

狄更逊水母(Dickinsonia)

狄更逊水母是埃迪卡拉生物群中明星类型,曾被以为是多毛类、刺胞动物、扁形动物、环节动物,甚至被归入非后活泼物文德生物类或地衣类、真菌类。狄更逊水母产自南澳大利亚、俄罗斯,重要产于砂岩中。

狄更逊水母的身材为椭圆形或长椭圆形,呈薄饼状,长度可达1.4米,厚度却只有几毫米,两侧对称,显著分节,可能通过表皮摄取养分。其形态特点与现代海洋中的一种多毛类环节动物Spinther颇为类似,但后者的个体很小,营寄生生涯。

最近有研讨提出,狄更逊水母具有两辐射对称的特征,且内部具有可与现生的栉百思特网水母动物的胃水管体系类比的结构。并据此以为狄更逊水母与栉水母动物亲缘关系亲密。

狄更逊水母

圆盾盘虫(Aspidella)

盘状的Aspidella terranovica 是最早被发明的埃迪卡拉化石。该化石最早发明于圣约翰市市区普莱斯考特和达科沃斯街的黑色砂岩和页岩。尽管最初Aspidella terranovica 被很多作者视之为非生物构造,但最近研讨表明了其生物属性,以为它们可能是叶状体生物固着的圆盘。Aspidella 的表面具有同心环和/或向中心会聚的射线。其直径在1到180毫米之间,大多数为4到10毫米之间。

斯普里格虫 (Spriggina )

斯普里格虫是埃迪卡拉纪的代表性化石之一,生涯在大约5.5亿年前。这是一种分节的生物,有些像现代的多毛类环节动物,长大约3-5厘米。其前端几个节融会在一起形成头,上面还可能有眼睛和触角。其身材两侧对称,底部笼罩着两排相互咬合的坚硬板片,而顶部笼罩着一排。它们可能会捕食,但没有发明口和消化器官,也没有发明爬行的痕迹。

斯普里格虫相似叶状体的生物,曾被归为环节动物。目前一般以为其与节肢动物具有亲缘关系,可能是三叶虫的祖先类群。

斯普里格虫

埃迪卡拉生物群的主要意义

埃迪卡拉生物群涌现于地球历史非常特别的时代,即地球雪球事件之后和寒武纪性命大爆发之前这一阶段。在其之前近三十亿年的历史中,地球一直处于藻类时期,尽管这一进程的性命在不断自我完美,从原核性命到真核性命,并涌现了多细胞性命的趋势,但性命仍显得非常原始。埃迪卡拉生物群宣布了这一局势的停止,代之以具有庞杂体型构造的生物为重要代表的新时期的来临。

埃迪卡拉生物群是后活泼物涌现后第一次适应性辐射,是地球低氧环境下后活泼物大范围占据浅海的首次演变尝试,代表了性命历经漫长演变能量积蓄后在形态功效上的喷发式的创新。它们采用了与现代大多数动物所不同的形体构造变更方法,通过不增长内部构造的庞杂性,只转变躯体的根本形态,即以非常薄,成条带状或薄饼状机体充足接近外表面,并在没有内部器官的情形下进行呼吸和摄取养分,以适应低氧环境。埃迪卡拉生物群最终灭绝了,被以具硬壳和庞杂内部器官的后活泼物所代替。但其特别的外貌形态和保留方法,至今留下了许多难以解答的疑问。

灭绝原因

距今5亿多年前的埃迪卡拉时期,被称为“埃迪卡拉花园”,因为埃迪卡拉生物没有相互捕杀的天敌,但它们依然面临着非常严格的生存问题:海水中含氧量稀疏,食物日渐减少。要摄取食物必需加强呼吸、摄食等主要生理功效。但埃迪卡拉生物没有这样的摄食和呼吸器官。

动物在进化进程中通常有两种门路来应对上述挑衅:一种是向外尽量扩大自己的体表面积,让呼吸和摄食都通过更大的表面皮肤来进行。这种办法比拟简略,现在的绦虫等寄生虫采取的就是这种办法。另一种则比拟庞杂,要通过上百万甚至千万年的进化,发展出功效专一高效的内部器官,通过内脏的分支和褶曲来增长器官的表面积,到达加强呼吸和摄食的须要。埃迪卡拉动物选择了前一门路。它们把身材扁平化伸展。然而,增大的躯体又须要更多的养分,而摄取更多养分又必需进一步让躯体伸展变大。在此循环中,它们把自己越摊越大。

对于埃迪卡拉生物群的灭绝,目前有三种假说:一是埃迪卡拉纪末期氧含量的增长迫使本来适应于低氧环境的生物退出了历史舞台;二是埃迪卡拉纪至寒武纪界限邻近普遍涌现的捕食作用消灭了埃迪卡拉生物群;三是这只是一个假象,不过是埃迪卡拉纪之后沉积条件产生了变更,使得埃迪卡拉生物群无法保留下来而已。