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寒武紀物種"捕食者之王"已經生活了近1億年

在寒武紀爆發期間,形成了一個完整的地球生态系統。這個生态系統的結構與現代非常相似,寶塔形結構就是我們通常所說的"大魚吃小魚,小魚吃蝦,蝦吃泥"。

寒武紀物種"捕食者之王"已經生活了近1億年

在寒武紀海底,與澄江動物群共存的海藻茁壯成長。在海底沉積物中生活着各種挖洞的蠕蟲,如線狀動物、晃動動物等,它們大多以海底沉積物為食。海底還有許多爬行的節肢動物,其中大部分也以沉積物為食。這些藻類植物、食泥動物等構成了寶塔形食物鍊的基礎。海綿動物,刺猬,高腳杯蟲,伊爾登形觸手等,生活在海底,以過濾海水中的營養物質作為食物。爬行和捕食其他小動物,以動物屍體為食的綠葉腳,以及在三維水中遊泳和捕食的節肢動物構成了食物鍊的中間層。那麼,寒武紀海食物鍊頂端的動物是什麼呢?

根據化石碎片,在澄江動物群中發現的最大動物是一種名為"奇蝦"的動物,估計有近2米長。

寒武紀物種"捕食者之王"已經生活了近1億年

蝦頭上有一對莖形的眼睛,一對有力的四肢和一個巨大的圓形嘴巴,有尖牙。大眼睛使蝦視野廣闊,有力的四肢可以用來捕捉和牢牢控制較大的動物以避免逃跑,而帶有尖牙的巨大嘴巴可以撕裂各種動物的屍體。奇蝦體部分,帶外骨骼。在蝦腹部的兩側,有槳狀的腿肢和強壯的内肢結構,使它們能夠在海中快速遊泳,并用腿捕捉其他動物。

是以,在海洋的寒冷早期,奇蝦是最兇猛的動物,高高在食物鍊之上。

寒武紀物種"捕食者之王"已經生活了近1億年

值得一提的是,科學家對奇蝦的過程有着有趣的了解。

這種蝦最初是在加拿大不列颠哥倫比亞省的伯吉斯頁岩中發現的。1892年,Whiteaves首次将看起來像蝦的甲殼類命名為"Odd Shrimp"。後來,蝦的其他化石碎片被描述為海綿,水母,針鼹,連結動物和其他完全不同的動物。1979年,布裡格斯意識到所謂的"蝦"實際上是動物的附屬物,而不是完整的動物。1985年,惠廷頓和布裡格斯指出,以前被認為是不同動物的結構實際上屬于奇怪的蝦。

伯吉斯頁岩動物群

1909年8月,美國著名古生物學家、史密森尼協會主席威爾卡特率領全家前往加拿大落基山脈的伯吉斯山脈。在回去的路上,他妻子的馬絆倒了一塊石頭。當他拿起石頭看時,他驚訝地發現這是一塊他從未見過的動物化石。該動物從頭部伸出兩對觸手,身體有多個部分。威爾卡特以他的一個朋友的名字命名為"Mar trilobite"。

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第二年夏天,威爾卡特回到這裡開始了大規模的挖掘工作,産生了100多塊儲存完好的無脊椎動物化石,有的像水母、海葵等腸道動物,有的像連結動物,有的像海參和其他針鼹......

由于Mar三葉蟲和後來發現的許多不同動物化石是在稱為Burgess頁岩地層的地層中發現的,是以它們被統稱為Burgess頁岩生物群。

研究發現,伯吉斯頁岩生物群生活在寒武紀(5.05億年前)周圍,這就是我們通常所說的寒武紀爆發。在此期間,大量的動物種群在相對較短的時間内突然出現(也許隻有幾百萬年),現在幾乎所有物種都可以在這裡找到它們的祖先,而在此之前,動物世界是由簡單的生物組成的,如多細胞來世和小型甲殼類動物。伯吉斯頁岩生物群是寒武紀爆發的重要證據。

伯吉斯生物群的發現,對當時的科學界來說是一個巨大的震撼,它第一次向科學家表明,寒武紀海洋中隻有少數有骨頭的動物,其中絕大多數是不易儲存的軟體動物,糾正了寒武紀隻有少數硬質動物的誤解, 如三葉蟲。

寒武紀疫情是如何發生的?

是什麼導緻了寒武紀的爆發?

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許多人共同的一種觀點是"氧變異理論"。該理論認為,大約20億年前,光合作用水生祖核生物的存在導緻遊離氧和紫外線輻射在水圈和大氣中積累。在9億至15億年前,真核生物開始出現,導緻大氣和水體中的氧氣含量進一步升高,碳酸鹽沉積物和二氧化碳水準下降。這一事件的直接後果是全球氣溫的上升和下降,冰川的形成和融化,海平面的上升和下降,導緻地球表面生态環境的多樣化和生物群的急劇分化。其中,氧含量是後生物體進化的主要障礙,當這個障礙被消除時,多細胞後生物動物立即出現,并迅速進化。

另一個流行的想法是"收獲原則"。該理論認為,捕食者的出現是寒武紀爆發的主要觸發因素。在寒武紀之前,30億年來,隻有簡單的海洋生物(如藻類)的主要生産者。由于沒有捕食者,整個前寒武紀生物體的組成非常單調。捕食者的出現為初級生産者開辟了新的空間。結果,更多和更進階别的捕食者進化而來。

此外,還有一些理論試圖從進化發育機制來解釋寒武紀爆發,并且在寒武紀爆發期間,當基因的複雜性達到一定門檻值時,許多後來的動物群體由于基因的重建而經曆了爆炸性輻射現象。

到目前為止,對于寒武紀的爆發還沒有明确和令人信服的解釋。是以,寒武紀的爆發仍然是一個未解之謎。

為什麼澄江動物群儲存完好?

寒武紀物種"捕食者之王"已經生活了近1億年

澄江動物群的各類動物都可以儲存得這麼好,一定有一些地質、沉積的突發事件,讓昆明地區當時各種生物的海洋生物迅速被掩埋和封閉,不僅保護它們免受細菌腐蝕,而且保護它們免受各種底栖動物的侵害。

對于澄江動物群的掩埋方法和儲存,有專家認為,在泥底海岸,風暴導緻充滿沉積物的海水流入深海盆地并形成渾濁的流動,就像一條流動的海底河流,這種洋流變成了有毒的水,殺死了生活在淺水區的動物,将它們的屍體帶到海面下的缺氧區,并從捕食者和挖掘者那裡沉積下來;保護它免受穿孔細菌的侵害。這樣,澄江動物群就應該被埋在場外。然而,儲存完好的澄江動物腕足動物标本、高肌肉蠕蟲附屬标本、葉足蘿莉山蟲标本,都表明澄江動物群應就地埋藏。

專家還指出,有可能是風暴吹起了大量靠近古陸地的沙子到海中沉積下來,導緻大量動物死亡。然而,這種解釋并不能解釋某些動物的死亡原因。事實上,當風暴來襲時,寒武紀光秃秃的古代大陸塵土飛揚,清澈的海水中充滿了碎片沉積物,這可能會使遊泳能力差的底栖動物死亡,但很難将洞穴挖掘和遊泳能力強的動物置于死亡狀态。事實上,蠕蟲身體的不同部位分别儲存在不同的泥岩中,這表明許多生活在洞穴中的蠕蟲似乎在死亡前正在穿過層。對大量标本的研究表明,澄江動物群似乎代表了埋在原地的動物群落。突發事件不僅導緻各種動物被迅速掩埋,而且造成水中有毒物質,導緻動物在掙紮緻死中迅速窒息,甚至細菌當時難以生存和繁殖。

近年來,專家指出,火山爆發也可能影響澄江動物群的保護環境。

新的研究證明,澄江動物的化石儲存完好,主要是由于黃色鐵礦石的礦化。動物死亡後,黃色鐵礦石的礦化迅速發生。我們現在看到的澄江動物化石的精細構造細節,其實是黃鐵礦石礦化的結果。