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小龙女:“节胸是啥?我们有抓到吗?”
小度:“节肢动物是动物界的登陆先锋,它们早在约4.5亿年前的奥陶纪晚期就开始了从海洋向陆地的迁移。与其他门类相比,节肢动物的基本结构非常适合登陆,它们坚硬的外骨骼能防止水分散失,强壮的腿使它们能支撑起自身体重并四处移动、跨越障碍物。到石炭纪,节肢动物的四大类群昆虫、蛛形类、多足类和甲壳类,前三个都完成了登陆之旅,并发展出了很多大型化种群。
多足类在奥陶纪晚期就登上了陆地,是最早登陆的动物,这一类群的现存成员包括蜈蚣和马陆。大家所熟知的“巨型蜈蚣”其实是一属叫节胸的动物,它们在志留纪和石炭纪非常繁盛,广泛分布于今天的欧洲、北美和澳大利亚。
节胸属于多足亚目的倍足纲,而蜈蚣属于唇足纲,它们都不是一个纲的,亲缘关系很远,因此节胸不是什么巨型蜈蚣,倒是和马陆是一个大类的。
一些科幻电影都是乱来的,都说成大型的蜈蚣咬人吃人。不过大家不用害怕,因为从化石来看,巨型节胸没有强化的口器,肠道内容物和粪便化石也都是些石松碎屑和蕨类孢子,说明这种怪物是以植物碎屑为食的。
蛛形目的蝎子和蜘蛛也在泥盆纪登陆,同时在海里横行的是它们的远亲——海蝎(即板足鲎,已灭绝),最大的海蝎——莱茵耶克尔鲎,全长有2.5米,是有史以来最大的节肢动物。
石炭纪时期生活在陆地上的真正蝎子也是巨大的,其中最大的一种叫肺蝎,全长可达70厘米。肺蝎是可怕的杀手,主要捕捉其他节肢动物作为食物,它的尾刺已经足以放倒一些小型四足动物了。”
宇风:“原来没有超过1米的蝎子的啊,都是电影太夸大了,学到了。”
小龙女:“我就说那么大的抓起来也不见它咬我,原来没有牙。”
大龙女:“那么为什么会那么大呢?”
小龙女抢着道:“这个我知道,因为空气氧气含量,大气含氧量达到了巅峰的35%(今天是21%),非常适合节肢动物繁衍生息,因而孕育了一大批巨虫。
海洋节肢动物本来是用鳃呼吸的,昆虫登陆以后就形成了一种独特的呼吸方式,它们绕过了自身循环系统,在坚硬的外骨骼表面形成了一系列微小气管,把氧气直接注入组织。
在这种扩散型的呼吸方式下,大气含氧量直接决定了昆虫组织能获取多少氧气。石炭纪时期陆地植物广泛蔓延,大气氧含量急剧升高,昆虫就在氧气过剩的环境中得到了惊人的生长。”
宇风:“还有一种解释是,体型大有助于节肢动物抵挡住捕食者的袭击。在石炭纪以及之前相当长一段时期里,地球上没有真正意义的食草动物,只有活跃的捕食者和以植物碎屑、动物尸体为食的清道夫。体型大的虫子才能保护自己免遭捕食,并幸存到生殖成熟期,然后把体型大的基因遗传给下一代。经过千百万年的自然选择,地球上生活的各种节肢动物就都异乎寻常的大,直到其体型所能达到的极限。”
大龙女:“那么它们是怎么灭绝的呢?”
小度:“石炭纪的巨型节肢动物高度依赖于当时优越的环境,一旦环境改变,它们就会遭到灭顶之灾。距今3亿年前的石炭纪末期,地球进入一个短暂而激烈的冰河时代,海平面下降了100米,冰川覆盖了冈瓦纳大陆南部,气候由温暖、潮湿向凉爽、干燥转变。
在之后的二叠纪(2.99亿至2.5亿年前),随着盘古超大陆的逐渐形成,内陆地区越来越干旱,原始的石松森林萎缩成孤立的斑块,局限于滨水地区,并且相隔越来越远,大片土地荒漠化。这就是石炭纪末雨林崩溃事件,大气含氧量从35%急剧下降到15%。节胸、巨脉蜻蜓等巨虫因此走向了灭绝。”
宇风:“我还知道就是植物太多了,死亡的都泡在水里,久而久之入不了泥土分解不了,空气就少了二氧化碳,植物又是吸二氧化碳为主能量的,不是光合作用不了。这样就是个死循环,盛极必衰吧,太多的植物抢二氧化碳,最后导致自己灭了自己,又没吃素的动物,沉积下来的就越来越多了。不是也不叫石炭纪啊。虫国就这样没了换来了爬行天下,就跟我们恐龙灭绝换来了哺乳动物世界。”
小龙女:“姐加快速度,我想我的研究室了,我要好好看看这些巨虫王国的虫虫们。还要抓好多。”
小度:“石炭纪:巨虫和两栖动物平分秋色。
两栖动物拥有肺,可以比昆虫更高效的呼吸,但它们必须回到水中产卵,生殖和发育摆脱不了水的限制。别只顾着昆虫了。”
等飞船好了,宇风带着小龙女分类,圈养好全部生物。
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