节肢动物:三叶虫的兴盛与衰落

现存与灭绝的节肢动物
节肢动物现存最典型的代表是昆虫,而已经灭绝的节肢动物中,最著名的当属三叶虫。三叶虫是一种曾经生活在海洋中的节肢动物,其生存时代从寒武纪到二叠纪。
三叶虫的命名由来
三叶虫最早出现在寒武纪,是这一时期最具代表性的远古动物。其身体分为背部和腹部两面,背部披着一层坚固的矿化背甲,腹部则主要由柔软的表膜和两排纤细的附肢组成。三叶虫的背甲从前向后分为头部甲、胸部甲和尾部甲三部分,排列在一起犹如三片並排的叶子,因此得名“三叶虫”。
三叶虫的头部甲构造
三叶虫的头部甲结构最为复杂。中间隆起的部分称为头部瘤,两侧称为颊部,眼部位于颊部。颊部由面线分开,两面线之间的内侧部分称为头盖,两侧部分称为活动颊或自由颊。面线中部穿过眼部和眼点,三叶虫从这里进行蜕皮,面线的类型是三叶虫分类的重要依据。
胸部甲和尾部甲
胸部甲由若干胸节组成,这些胸节相互连接但可以自由活动。每个胸节上都有一对背沟,将胸节分为中央的轴节和两侧的肋节。
尾部甲是若干个体节融合在一起形成的一个整体板片,其形状和大小因种而异。尾部甲边缘通常有各种形状的尾刺。
三叶虫时代
三叶虫时代指的是距今约 5.4 亿~4.9 亿年前的寒武纪,这是三叶虫数量和种类最为丰富的时期,因此寒武纪也被称为“三叶虫时代”。
寒武纪生物大爆发
距今约 6 亿年前,地球上发生了一系列生物辐射演化事件,到了寒武纪,无脊椎动物开始兴起。这包括软体动物的单板类、腹足类、喙壳类、软舌螺类,腕足动物,以及许多已经灭绝、分类位置难以确定的门类,它们成为寒武纪早期的“过客”。
之后,以澄江生物群为代表的寒武纪大爆发是生物演化史上最壮观的事件之一,大多数现生动物的代表都在那时出现。
三叶虫时代的生物
寒武纪出现的生物以海生的无脊椎动物和藻类为主。其中,除三叶虫之外,还包括节肢动物中的三叶形动物、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。还有古虫类、脊索动物华夏鳗,原始的脊椎动物、海口鱼、昆明鱼等。寒武纪时还没有真正的陆生生物,陆地上一片荒芜。
三叶虫家族里的明星
体型方面,迄今发现最大的三叶虫长约 90 厘米,发现于葡萄牙奥陶系地层;第二大的三叶虫长 72 厘米,宽 40 厘米,发现于同一时期地层。而最小的三叶虫成体仅长 1.07~1.50 毫米。
形态方面,最有趣的要属蝙蝠虫和王冠虫。蝙蝠虫产于上寒武统地层,因其尾部具一对强壮的对称前肋刺,尾甲形似蝙蝠而得名。
三叶虫的生存策略
大多数三叶虫生活在温暖的浅海地带,靠其扁平的身体贴伏海底缓慢爬行。有些三叶虫可以在水中浮游。由于行动迟缓,三叶虫不会主动攻击其他动物,它们的食谱可能包括原生动物、海绵动物、腔肠动物和软体动物的尸体,以及藻类和小生物。
三叶虫具有多种自卫机制。它们坚固的背甲可以抵御捕食者,许多三叶虫背部有灵活的关节,可以卷曲起来保护腹部。有些种类的三叶虫头部有突起,尾部有孔,可以蜷缩成一个“球”。三叶虫拥有可能是世界上最早出现的精密的复眼,每个眼睛由许多独立的单元组成,可以将不同的光线组合成一个统一的图像,有助于迅速发现掠食者。有些三叶虫头部坚硬,可以钻入泥沙中生活;还有些三叶虫虽然体型小,但有发达的长刺,可以在水中遇敌时保护自己。
三叶虫的衰落
由于三叶虫的附肢没有分化为强有力的螯肢和口器,它们的游泳能力也很弱,遇到肉食性敌人时只能卷曲起来或埋入泥中避难。但即使如此,它们也难免被捕食。从志留纪开始,三叶虫的数量就逐渐减少,而二叠纪末发生的大灭绝事件更是宣告了三叶虫王朝的终结。