古生物学报

在夜间“潜入”深水,探索海洋古生物的绚丽

 

  出品:科普中国

  制作:古明地恋

  监制:中国科学院计算机网络信息中心

  编者按:本期的作者是一个古生物爱好者,着迷海洋古生物,经常想象自己见到这些奇妙生命的画面。今天,我们跟随作者一起开个脑洞:穿越回古老海洋......

  世界上最大的生物迁移,发生在夜幕降临之后。

  夜已深,为了获得更丰富的氧气和食物,大约一亿吨的生物会从海洋透光带以下,上升到靠近地表的上层;在太阳升起时,它们又重新返回海洋深处,日复一日,促成浅海和深海间的物质循环。

  从奥陶纪的浮游生物大爆发之后,这一宏伟的奇观每晚都在海洋中往复发生。

  黑水摄影:浮游生物的绮丽万象

  在夜间,通过船或浮标将灯悬挂在水下 12米左右的位置,之后下潜,寻找尽可能深的海水,利用照相机摄制出水中小生灵们的画面——这就是黑水摄影。

  

  中生代的浮游蟹类迷惑丽魔蟹 (Callichimaera perplexa),类似于现在螃蟹的大眼幼体,可能是幼态持续现象,摄于早白垩纪 (图片来源:作者绘制)

  微小的浮游动物从深处向灯光升起,一系列神奇的生物接踵而至。在各个时代,凝胶状的远洋无脊椎动物,如水母、栉水母是海中生灵中占多数的动物种群。但是不同年代,又存在一些具有年代印记的物种。

  在奥陶纪,浮游三叶虫、牙形石和甲胄鱼的幼体是最独特有趣的海中小精灵;

  在泥盆纪,则是在泥盆纪游泳动物革命中新诞生的、拥有浮游幼体的菊石和有颌鱼类的幼鱼;

  在中生代,漂游海百合和节肢动物幼体亦是一道绮丽的风景线。

  现在,时空来到了2200年。

  此时,时空穿越技术出现,而穿梭于各个地质年代拍摄古生物便成为了可能。接下来,我们会请到摄影师——程文,来向我们讲述她在“黑水古生物摄影”中的有趣经历。

  

  矛形小箭石(Belemnella Lanceolata),中生代最后的游泳动物群的成员,与摄影师摄于马斯特里赫特阶 (图片来源:作者绘制)

  外星异客:古生代的浮游生命

  大多数古生物科普向读者介绍的都是生物的成体部分——突出它们那数米长的巨大身形,展示那如磐石般强壮坚硬的铠甲。

  然而,那些巨型古生物从小就是如此硕大无朋吗?很明显,不是。

  和现代生物一样,古老的海洋生物也要经历发育的三个主要阶段——幼年、生殖阶段和终末阶段。实际上,很多古生物的幼体与成年对象具有不同的外貌,甚至呈现着不同的行为,讲述着远古时期的独特故事。

  有一些浮游幼体将在海水中度过一生,而其他浮游生物却会进一步发育,定居在沙子中,或者不断成长,成为在远洋中上层游泳生活的种类。这些幼体才是古生物黑水潜水的真正瑰宝。

  我印象最深刻的黑水古生物,是一只晚志留纪的大眼翼肢鲎(Pterygotus macrophthalmus)幼体。

  在我发现它时,仅仅只有几厘米的它正在捕食着一只比它还小得多的牙形石幼体——几厘米的身体,传达着弱肉强食就是不变的真理。

  

  正在捕食牙形石的大眼翼肢鲎(Pterygotus macrophthalmus)幼体,摄于晚志留纪 (图片来源:作者绘制)

  相比于超过2米长的成年翼肢鲎,幼体时的翼肢鲎更有其美丽之处。半透明的身体反射着天蓝的光,橙黄色的内脏透过薄薄的甲壳清晰可见。

  大部分翼肢鲎幼体具有的特征----相对于身体更大的眼睛和附肢,在板足鲎幼体上同样表现的很明显,当然,它们还有一些其他的特征。

  板足鲎幼体具有比成体更大的单眼,在出现复眼之前的生命初期,单眼帮助板足鲎好奇地打量这个世界;而它们后续长出的复眼,也比成体比例更大,更靠近两侧。

  另外,它们具有相对比例更大的头胸甲。甲壳的中心部分突出,甲壳后侧的刺可能发育,使整个身体接近三叶状,与鲎的“三叶幼体”有异曲同工之妙。这也同样暗示着螯肢动物和三叶虫的亲缘关系。

  但与它们的现代亲戚——鲎不同的是,幼体的板足鲎只有9个腹部体节,每次蜕皮增加一节。在成长中,幼体板足鲎先发育后腹部的6个体节,后完善前腹部的体节,而鲎是直接出生就具有完善的体节。