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寒武纪的环保

时间:2019-07-05 15:52:46 | 作者:综合 |

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澄江化石地自然博物馆计划于今年下半年开馆 玉溪日报记者 李丹 特约记者 徐万林 摄
澄江化石地自然博物馆计划于今年下半年开馆 玉溪日报记者 李丹 特约记者 徐万林 摄

□  徐明

寒武纪先民的神迹不可胜数,任何诗篇和妙手都难以完全描绘生命大爆发的奥妙和神奇,在动物黎明吟唱的生命赞歌中,环保是无意间浮现上来的“同一首歌”。

奇虾 通讯员 金云龙 摄
奇虾 通讯员 金云龙 摄

大爆发时的环保

环境酝酿生命,环境塑造万物,环境改变世界。

澄江动物群在滇东分布面积达2万平方公里,是寒武纪时代已知30多个软体化石库中规模最大、最宏伟的“金库”。

在距今5.2亿年的早寒武世,现今的整个滇东属于扬子古陆块西南缘的浅海,海底坡度小,地势低平,大面积海侵形成了范围广阔的陆表海。陆地上没有任何植物、动物,到处都是突兀的岩石,炽热的阳光和强烈的紫外线无情地杀戮了任何敢于离开水体的生物,宽阔的岛陆无比凄凉。形单影只的岩石无奈地长期忍受着风化的折磨,递解为很细的黏土,堆积成厚厚的泥沙,稳定地向浅海移动、填充,水体深度逐渐变浅,100多万年内沉积了100多米的以细黏土为主要成分的页岩地层。

澄江化石地是寒武纪生命大爆发史册中最独特的一卷。依照时序和层序我们可把这断代史分成三部分:

上卷黑色页岩段由厚约30米的黑色粉砂质泥岩组成,为海侵初期的产物,海水处于富营养化状态,含氧量一般偏低,藻类的过度繁盛,使得食物链中的初级生产者大量过剩,生物主要有小型的球形六射海绵和营浮游生活的盘虫类三叶虫。

中卷帽天山页岩段由颗粒较细的浅灰色泥岩和黏土岩组成,厚约50米,风化后呈黄色,是海侵达到高峰时的产物,分布有大量的软躯体动物化石,是研究地球生命历史最为珍贵的史料。

下卷粉砂岩段由河口湾粉砂与细泥的混合物快速沉积而成,厚约50米。潮渠和潮沟构造十分常见,表明水体深度较浅,接近于潮汐带。含软体化石的岩层风化后呈黄色,钻孔资料表明风化之前为深灰色。岩层延伸数十公里,有数个发现点。

5.2亿年前的澄江、昆明一带的古地理环境与现今有天壤之别。地球先民们快乐地生活在古陆环绕的浅海区域。这块浅海既有古岛屏障保护,形成相对稳定、有利的生态环境,又与潮口相通,接受深海营养和富氧海水补充,生存条件优越,海水清澈透明,气候温暖,水深不超过100米,地球先民生活在透光带之内的海底表面,低等微型植物藻类生长茂盛,各类动物蓬勃发展,良好的环境孕育了寒武纪生命大爆发。

科学家普遍认为,生态环境的变迁,特别是大气中含氧量的增加是大型生物形成的前提条件。

寒武纪的天空经常是晴朗的,白天常常很温暖。陆地上是不毛之地,只有沙漠、风和尘土,看不到一点生机,没有树,没有草木,没有植被,没有任何生物。浅海地带里面有生命所需要的肥沃土壤,泥淖的海洋底部有很多营养物,水面比深海中有更多的氧气。海底植物空前繁荣,藻类物种翻了一番,蓝藻细菌在远海石灰石平台上的沉积物中繁殖起来,构成了大量分层的生物山。有一种体形巨大的绿藻虽然只有几个厘米宽,却长达一米。藻类因为生存战场复杂且惨烈而加快了进化的节奏。浮游生物在热带的温水中大量繁殖,种类急剧上升。这些海底植物将二氧化碳转化成氧气,随着泛古洋中的植物种类呈几何级数上升,大气层中的氧气也呈几何级数增长,氧气含量很快达到现代氧气含量的1/4。

正是这些海底的环保卫士通过叶绿素的辛勤劳动,从绿色毛孔中分泌出氧气,激发了生命大爆发,让那些喜氧动物没有后顾之忧的改变自己的形态,扩大体构,增加功能,从而产生剧烈的体能和高级神经活动,大大加快细胞的进化,促使动物矿化骨骼的生成和较大较复杂的动物产生,并最终把地球从远古地狱般的情形改造成蓝天白云,生机盎然。

藻类丛生的浅海,迎来了动物的黎明。

延长抚仙湖虫 通讯员 金云龙 摄
延长抚仙湖虫 通讯员 金云龙 摄

进化中的环保

寒武纪“万类碧海竞自由”,进化一片忙乱,新鲜事物层出不穷。新诞生的小精灵们在寒武纪海洋中都已抛头露面,充分享受着大爆发的“福祉”,有的“慧根”早现,对环保情有独钟。

现代已知的海绵动物超过1.5万种,占所有已知海洋动物种数的1/15。

大多数海绵动物的身体由硅质或者钙质的针状骨骼所组成,这些由蛋白石和方解石透明骨骼构成的“家”就是一座座活体水晶宫。在水晶宫里,住着各种共生的藻类,有些还有胡萝卜素装点,从而显得色彩斑斓。六射海绵维纳斯花篮因网状骨骼通体透明而出名,被作为永恒爱情的象征。在这种全身长满小孔的花篮里,纤弱的俪虾在幼体时,常一雌一雄从海绵小孔中钻入,在里面安全而又温馨的生活,长大后,它们在里面再也出不来,成对相伴生活,直至寿终,传为“偕老同穴”的佳话。

海绵动物形状多种多样,树形、帽子形、纺锤形、榔头形等,多不胜数。它们可以用细孔过滤食物,是海洋的净化滤尘器。如有来犯之敌,它们便释放出神经毒素,毒杀那些轻敌冒进的家伙,堪称最早的化学防御专家。

海绵动物被认为是地球上最早开始进化的物种之一,代表了进化历史最长的动物类别,是研究动物演化水平的最好证据。最早的海绵化石证据来源于贵州瓮安,这种被称作“贵州始杯海绵”的动物化石只有1毫米大小,保存有精美的细胞和完整的水沟系统。最早肉眼可见的海绵动物化石来源于澄江动物群,复原出来,它们大的超过两米,小的只有几毫米,种类超过50种,是寒武纪海洋最重要的生态极。海绵动物具有非凡的再生能力,它们的身体被磨成粉后依然具有顽强的生命力,将它们抛进大海中不但不会死去,相反每一小块都会渐渐长大,变成了一个个新的海绵动物,就像孙悟空的毫毛会变出成百上千的小孙悟空一样,通过这种高效的克隆方式,成万上亿的海绵动物占据了海洋的每个角落。

海绵动物的全身长满小孔,是一个个的“嘴巴”。通过不断振动体壁的鞭毛,促使源源不断的水流进入“嘴巴”,细菌、硅藻、原生动物或有机碎屑变成一份份美食,使脏水变成了干净水。通常一个高10厘米、直径1厘米的海绵动物,一天内能净化22.5升海水。海绵动物是生物界的老寿星,能活千年乃至万年以上。一个1米大小的海绵动物,在它1000年的寿命中,可以进化8.2亿立方米的海水。正是这种高效的净化,使海洋始终保持干净,其他动物得以生存。

海绵制品是现代生活中运用最广泛的环保必需品,从客厅到厨房、卧室、卫生间都有它的身影。在古代,靠海的居民常采集一种名为“浴海绵”的海绵动物作为洗浴用具,少数巨大的杯形海绵动物还被作为儿童的浴盆。目前,纯天然的沐浴海绵极少,仅在非洲及地中海等地有少量产出,且价格昂贵。当然,这类无骨针海绵动物只是庞大海绵动物家族中的另类。

幸运的是,寒武纪的浅海中海绵动物丛生!

三叶虫 通讯员 金云龙 摄
三叶虫 通讯员 金云龙 摄

食物链上的环保

寒武纪生命大爆发催生了一个千姿百态的动物世界,同时建立了一个完整的生态系统,相当完整的金字塔食物链像一只“看不见的手”,漫不经心地修复着生态,让生命与环境之间的互动既残酷又温馨。

水中的宁静时常被打破,海底一片喧闹,弱小的动物急速奔逃。

三叶虫在满是泥沙的海底寻找自己的路,伸开几十条看上去像肋骨的腿在海底爬动一阵,然后警觉地停下来,一动不动,确定无危险后,头不停地从左摇向右,开始筛选泥中的食物。突然,一只巨大的怪物扇动着11对桨状鳍悄无声息地游过来,像一只在海中飞翔的雄鹰,尖锐的钳肢和长长的尾翼在海底投下恐怖的阴影。它用头两侧带柄的绿色巨型珠眼巡视海底,搜寻弱小者的踪迹。这只怪物看到了三叶虫在轻轻爬动,就兴奋地游到三叶虫上面,打开头前面的两只由分段的管子和锯齿形的刺构成的抓肢,紧紧地抱住三叶虫,用硬刺刺入三叶虫体内,然后两只夹子收缩起来,并举起正在扭动的三叶虫。送入位于腹部布满十多排牙齿的菠萝状大嘴中,将三叶虫咬得粉身碎骨。三叶虫躯体的碎片散落到海底,瞬时引来无数的火把虫和强钳虫、蠕虫等食腐和食肉动物,突然奇虾凶狠地转过身来,“宜将剩勇追穷寇”,引起水底食腐动物的骚动,昆明鱼、谜虫等一片惊慌,四处逃散的三叶虫躲到了庞大的海绵动物群体中避难,心有余悸,哆哆嗦嗦地修复伤口。这时,另一群神秘巨怪的模糊阴影荡过,水中顿时波涛汹涌,包含高肌虫尸骨的球形粪便密密麻麻落下来,直径达3至5厘米。一群软舌螺蜂拥而至,如饕餮般大嚼粪便中的“美餐”,浑水瞬时四溢。

这种残酷的“狮王争霸”经常在海中上演,弱小动物在战斗中得到锻炼,学习并掌握挖洞、武装、装死、拟态、释放泥沙和化学“烟雾”等高级技术,变得成熟和老练。

原生头足动物软舌螺拖着圆锥形的贝壳在水中慢慢游动,一有动静,马上把软体缩回壳中,头前端的软甲口盖封住壳体口端。一种尚未取名、背上长满了刺的原始单板软体动物在软泥中蹒跚前行,一对长形触角在水中探索着,大眼睛东张西望。

水面漂浮着栉水母和飘浮型触手冠动物。它们都有两层透明状的表皮,看起来十分文雅,却是贪婪的食肉动物,以捕食海中浮游生物为生。帽天栉水母样子像带裙的西瓜,有8对放射状的身体栉板,顶端有圆形的感应器,具有定向和平衡功能。它们借助纤毛搅动水流,以特有的平衡运动方式神不知鬼不觉地接近那些靠震感来感觉外界的猎物,而不被猎物发现。触手冠动物星口水母与栉水母不同,它们就像浮在海里的一台台真空吸尘器,通过肌肉的收缩,用触手摇动水流使身体反向移动起来,那些被作为盘中餐的活体生物被扫进开放的口端。

帽天多毛虫身体有50多对毛状疣足,悄无声息地在海底穿行。它们像幽灵一样出没在死尸堆中,大口吞咽海底的死尸烂肉。微网虫用10对步足攀附在星口水母身上,用9对眼睛巡视大海,周游海洋,是名副其实的寄生大师。当强大的保护神终了之后,它们还要吮食水母的肉体。

突然,狂风暴雨挟裹着泥沙,顷刻间顺着海底的斜坡奔涌而下,“地球先民”们在旅行途中或饱餐之时窒息死亡,奇虾被泥沙埋住半截身子,使劲地晃动着显得软弱无力的钳肢,欲逃脱厄运……

寒武纪的环保,也是一本无字天书。

来源:玉溪网   

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