菊石,這個名詞乍一聽像是某種石頭,其實它們是地球歷史上非常著名的一個已滅絕的動物群體,其歷史地位不亞于三葉蟲。
菊石是頭足類動物,它們的現(xiàn)代近親是章魚、魷魚、鸚鵡螺等動物,它們也有一個外殼,而且殼的外觀和現(xiàn)代的鸚鵡螺長得很像,不過古生物學(xué)家認(rèn)為它們在遺傳上更接近章魚、魷魚等蛸亞綱動物,因此菊石又有“帶殼魷魚”的稱呼。
由于菊石的化石通常只有一個外殼,軟體部分基本沒有被保留下來,所以人們并不知道菊石伸出外殼的部分具體長什么樣。
但是,現(xiàn)在通常默認(rèn)菊石和魷魚等頭足動物一樣也擁有八條腕足,而不是像鸚鵡螺那樣有很多觸手。
我一直很好奇中國以前的古生物學(xué)家為什么將這些動物翻譯為“菊石”,有人說可能是因為菊石的殼呈現(xiàn)螺旋狀,而這個螺旋有一個個紋路銜接,兩個紋路之間的形狀就像菊花的花瓣一樣,因此得名。
我們現(xiàn)在看到的大部分菊石化石確實都呈現(xiàn)螺旋狀,但其實這種形態(tài)是在2億年前的侏羅紀(jì)才占據(jù)主導(dǎo)的,它們被稱為真菊石(True Ammonida),而最早能稱為菊石的動物在4.5億年前就出現(xiàn)了,它們被稱為菊石亞剛(Ammonoidea)。
△ 這些都是菊石
菊石亞剛動物的外殼形狀的多樣性非常驚人,可以用隨意生長來形容,但是它們并沒有取得太大成就,真菊石——也就是螺旋狀的那些菊石才是菊石大家族中取得史詩級成功的群體,現(xiàn)代它們的化石可以用隨處可見來形容。
由于真菊石和恐龍占據(jù)主動地位的時間差不多,所以有人將中生代稱為“恐龍之陸、菊石之海”。
有趣的是,菊石與恐龍的命運相似程度也體現(xiàn)在滅絕上,兩者都在白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件之后消失,也就是6500萬年前小行星撞擊地球那次。
菊石的滅絕相當(dāng)讓人難以理解,因為它們扛過了地球史上最嚴(yán)重的三次大滅絕,而且其它遠(yuǎn)沒有菊石成功的頭足類動物都活了下來,特別是與菊石如此相似的鸚鵡螺也活了下來,為什么偏偏就最成功的菊石滅絕了?
△ 最大的菊石
好吧,目前并沒有定論,但有幾種假設(shè)來解釋這個問題!
一種假設(shè)認(rèn)為,菊石在白堊紀(jì)前期就已經(jīng)不可避免的走向衰退。
而它們之所以衰退,與其它相似生態(tài)位的動物崛起有關(guān)系,例如硬骨魚,這種如今充斥海洋的魚類也是在中生代崛起的。
由于競爭不過后來者,所以當(dāng)大滅絕來臨時,菊石就“順?biāo)浦邸钡刈尦隽松鷳B(tài)位,最終完全滅絕了。
另一種假設(shè)認(rèn)為,菊石主要生活在淺海,它們采用r策略(生產(chǎn)大量的后代),適應(yīng)快速生長——這意味著它們需要大量的食物來生長自己的殼。
當(dāng)小行星撞擊地球,導(dǎo)白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件發(fā)生的時候,海洋酸化,陽光照射減少,這對菊石的幼體來說是致命打擊,它們的殼無法生長,所以最終走向滅絕。
鸚鵡螺存活下來,是因為它們生活在深海,生長緩慢,大滅絕事件對它們的影響相對較小。
很多人難以理解的是,也有一些菊石適應(yīng)了深海,它們甚至生活在比鸚鵡螺更深的海域,為什么也滅絕了呢?
其實少量個體無法代表整個群體,我們也不知道大滅絕期間有多少深海鸚鵡螺滅絕了,只是留下來的鸚鵡螺是深海物種而已。
我打個比方,在大滅絕前夕,假設(shè)有90種鸚鵡螺和10種菊石生活在深海,它們共享深海的生態(tài)位,當(dāng)大滅絕事件來臨的時候,有75種深海帶殼的頭足類滅絕(我看到白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件中有75%的海洋物種滅絕),那么這種情況下,它不會是有7.5種菊石和67.5種鸚鵡螺滅絕,它更有可能是所有的菊石滅絕,而留下25種全部是鸚鵡螺。
另外,菊石并沒有在白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕期間完全消失,有些種類其實挺過了大滅絕事件,在大環(huán)境變好之后,它們繼續(xù)生存分化了數(shù)十萬年,最終才滅絕的。
同樣,我們也不能以此來說菊石的滅絕不是因為K-T滅絕事件,因為少量個體不能代表整個類群,少量的菊石在大滅絕之后依然滅絕了,僅僅只是因為符合海洋生物的背景滅絕速率而已。
△ 這個也是菊石,將可玩出了花,應(yīng)該叫擰成麻花更合適
還有第三種假設(shè),就是菊石的多樣化最終葬送了它們!
(這個觀點是我剛剛寫這篇文章時不小心看到的,相關(guān)論文是2024年才發(fā)表,不過論文主要是為了論證菊石在白堊紀(jì)前并沒有衰退,反駁我們剛剛提到的第一個假設(shè))。
為什么多樣化反而會讓它們滅絕呢,原因是白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件來得太突然,太迅速了。
菊石在4.5億年前就出現(xiàn)了,它們確實挺過了多次大大小小的滅絕事件,每次滅絕事件它們也都受到了嚴(yán)重打擊,但都在后面迅速充斥海洋,并占據(jù)統(tǒng)治級地位。
這些滅絕事件都是地球自發(fā)的,它是一個緩慢的過程,這讓菊石有足夠的適應(yīng)時間。
而到了白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕事件,小行星撞擊地球,在短短幾個月甚至是幾周之內(nèi),煙塵就籠罩了地球遮擋陽光,酸雨也開始讓海洋環(huán)境迅速惡化。
高度多樣化的菊石在環(huán)境惡化之前,它們的物種已經(jīng)將所有自己類群能夠占據(jù)的生態(tài)位完全占據(jù),這導(dǎo)致出現(xiàn)新物種變得極度困難,因為新物種根本找不到自己能夠適應(yīng)的生態(tài)位,它們必須和其它菊石種類競爭。
出現(xiàn)新物種的概率不高,就意味著它們的類群很難出現(xiàn)那種能夠適應(yīng)大滅絕期間的環(huán)境的物種,所以最終就滅絕了。
最后
需要提一下的是,雖然這些假設(shè)單獨拎出來看似乎都沒啥毛病,但是當(dāng)你多去看看的時候,可能有時候各個假設(shè)之間是有一定矛盾的。
另外,像菊石這種數(shù)量驚人的類群突然消失,就算我們生活在白堊紀(jì)-第三紀(jì)滅絕時期,看著它們滅絕,可能也很難解釋它們?yōu)槭裁淳蜏缃^了。
所以,更別提現(xiàn)在只有化石了,而且菊石的化石缺少軟體部分,我們現(xiàn)在連它們吃什么都只能靠猜測。
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