“铁扫帚、老虎钳、剪刀手”—中国寒武纪海洋里的奇虾明星团
麦子木匠
2020年01月04日 17:32

奇虾属复原模型

在距今五亿多年前寒武纪的云南澄江地区浅海,一只庞大的赫德虾从大洋深处游来,这些寒武纪的滤食性巨人喜欢跟随富饶的洋流在广袤的泛大洋中四处巡游,但这些一辈子追逐浮游生物群的旅者有时也会集体光顾像澄江这样富饶的浅海,体内原始的繁殖本能正驱动着赫德虾庞大的身躯缓缓前进,其接近2米长的阴影略过泥质浅滩的海底,一株株奇特的花朵—奇妙高足杯虫感受到水流的波动纷纷收起花瓣状的包片倒伏了下去。而赫德虾对于身下“花园”的异动丝毫不觉,在交配之前,它还有一件更为要紧的事件去做。

随着赫德虾的前进,前方出现了一块颇为庞大的礁石,礁石顶部可随着落潮些许露出海面,容易被炽热的阳光暴晒,致命的紫外线使得礁石顶部不能有任何生物生存,但更深处那些终日泡在海水里的部分,茂盛的古杯动物一丛接一丛的生在在礁石之上,这些能够构建钙质外骨骼的杯子样原始生物如同后来的珊瑚虫们,在不断扩展着古杯岩礁的同时也构筑起一块繁荣多样的生物栖息地。赫德虾终于接近了岩礁,一只又一只胆小谨慎的海口鱼从藏身的古杯丛中游了出来,聚集在庞大的赫德虾身边,为它清理附着在身上的浮游生物和藻类。不同于成长中的个体,接近2米长的成年赫德虾几乎不再蜕皮,而长期的远洋游动使它的身上住满的不速之客,为了马上要到来的交配活动,这只赫德虾必须保证自身的状态良好,而海口鱼“医生”们的治疗则是不可或缺的。

繁荣异常的云南寒武纪澄江动物群

就在海口鱼群满足于这种互利互惠的觅食活动之时,原本平静的赫德虾不安的扭动了一下躯体,使得“鱼医生”们有了一丝警觉。很快,一只帚刺奇虾挥舞着一对大附肢来者不善的冲了过来,相比于身长近2米的赫德虾而言,只有不到半米长亚成年帚刺奇虾只是个小个子,但相比于赫德虾柔弱的筛网状附肢不同,这个小个子亲戚长满短刺且更加灵活有力的附肢的确是个捕食利器,而且这次帚刺奇虾的目标是这些只有几厘米长的海口鱼“医生”。

得益于赫德虾的提前警告,海口鱼们动作很快的开始隐蔽自己,这些古老的脊索动物拥有比当时节肢动物更强大的肌肉群和能做出更快反应的神经系统,但它们中的一些低估了这只年轻帚刺奇虾对食物的渴望,很快帚刺奇虾瞄上了几只藏在礁石底部石缝中的海口鱼。

年轻的帚刺奇虾将身体探入狭小的石缝中,挥舞着附肢驱赶着石缝中的海口鱼们。但很快帚刺奇虾发现,它的身体竟被卡在石缝中无法拔出,惊慌失措的帚刺奇虾不停的扭动身体搅动海水,但这些徒劳的努力并没有让帚刺奇虾拜托困境,反而引来了一只体型不亚于赫德虾的大型掠食者——一只硕大无朋的似皮托虫正举着一对锋利怪异的“剪刀手”从海底缓缓爬来,对于这位经常捡尸的大块头而言,送上门来的鲜活蠢货可不是常有的。

而那只赫德虾呢?它扇动着自己的游泳足悻悻离开了礁石,毕竟比起观看这些兴勃亡忽的亲戚们而言,赶在风暴季节来临前完成繁殖才是第一要务,它的后代们还将在这熙熙攘攘的古生代的海洋里畅游1亿多年,直到见证海口鱼们后裔的崛起…….(以上情节部分为推测,尚无确凿化石证据)。

帚刺奇虾生态图,但帚刺奇虾可能并不会经常袭击三叶虫(转自寒武之盾)

在寒武纪的海洋里,奇虾无疑位于生态系统的统治地位——能够及时发现猎物的巨大复眼,长满长刺的恐怖附肢,相对于当时众多生物体型而言的多齿圆形巨嘴和硕大的体型,以及身体两侧布满可以推动庞大身躯快速前进的游泳肢,无不昭示这一初代霸主的绝对统治权能。

而一提到寒武纪的古生物化石埋藏地,大众脑海里除了加拿大的布尔吉斯页岩动物群之外,同身为世界自然遗产的中国澄江动物群最为出名。

澄江动物群保存了几百种不同类型浅海古生物的精美化石,从海藻到奇虾,从三叶虫到脊索动物,从硬壳到软体,可以说云南澄江动物群完整的展现了一个5.3亿年前寒武纪生命大爆发之后的浅海动物王国。

俗话说山不容二虎,国不设二君。

但对于繁盛的寒武纪的云南澄江动物群而言,这样一个繁荣稳定的生态系统,占据顶层生态位的奇虾并不只有一种,其中“扫帚、钳子、剪刀手”这样一个奇虾组合,从澄江动物群那个年代开始,一直在顶级生态位“演唱”了一千多万年,成为那个年代的明星掠食者“天团”。

下面我们挨个介绍这个组合的明星 “成员”:

“铁扫帚”——帚刺奇虾

首先明确一点,看过鬼谷说《奇虾 :初代霸主的故事》的人可能知道,奇虾并不是只有一种动物,而是一类动物。实际上,我们口中的奇虾是对叶足动物门恐虾纲成员中那些大型掠食者的统称。帚刺奇虾属于恐虾纲里的奇虾属,算是比较正统的奇虾。叫它帚刺奇虾并不是因为它喜欢挥舞扫把打扫卫生,而是帚刺奇虾的附肢内侧长满了长刺,像一把铁扫帚一般,而因此得名帚刺奇虾。

出现在BBC节目中的帚刺奇虾复原

帚刺奇虾化石线描图和复原图

科学家起初认为类似帚刺奇虾和加拿大奇虾这样的经典奇虾,是寒武纪无可争议的顶级掠食者,不管大的小的,软的硬的,就连三叶虫这样的叠甲老铁都嚼给你看,甚至还推测这些大型经典奇虾喜欢躲藏在沙子里伏击,遇到有其他生物经过的时候就一举冲出埋伏圈将猎物用附肢和大嘴撕成碎片。

然而经过研究,类似帚刺奇虾和加拿大奇虾这样的经典奇虾可能并没有那么强势,首先修长的帚刺奇虾拥有较大的游泳肢和更接近流线型的身体,相比于埋伏战,帚刺奇虾更喜欢充满速度与激情的追击战,帚刺奇虾的附肢虽然长满长刺显得很有攻击性,但其附肢的力量比以前认为的弱,不过更加灵活,此外帚刺奇虾的口器没有以前认为的锋利,无法闭合,可能无法对付大型节肢动物的盔甲。

帚刺奇虾捕食用大附肢化石线描和复原图

所以,比起伏击那些行动缓慢的叠甲老铁,帚刺奇虾可能是一种积极的游泳型猎手,相比于带硬壳的节肢动物更喜欢追击捕捉那些游动速度更快,身体更灵活,但防御力不足的生物。例如我们的“老祖宗”海口鱼和大头蝌蚪一般的古虫动物。

那么,澄江动物群中有没有一种奇虾,是喜欢埋伏起来专门针对类似三叶虫这些叠甲铁憨憨的呢?

还真的有:

这就是明星组合中的“老虎钳”——双肢抱怪虫

双肢抱怪虫化石线描图

双肢抱怪虫腹面复原图,可以观察到圆盘形的大嘴

双肢抱怪虫和帚刺奇虾同属于恐虾纲中的放射齿目,这个放射齿目这个奇怪分类名称是因为奇虾的大嘴在化石上看起来像是一个有放射线花纹的圆盘而得名,但和属于奇虾属的帚刺奇虾不同,双肢抱怪虫属于其中的抱怪虫属,。古生物学家叫它抱怪虫,是因为它的大附肢很特别,这对附肢并不修长,但粗壮,基部长有一根超长的大刺,就像一是对大钳子,或者说是开罐器。当抱怪虫抓住猎物时,抱怪虫可以用它粗壮的附肢控制住猎物,然后将附肢基部的长刺刺入猎物柔软的腹部,造成猎物的大出血,然后从这些伤口中取食猎物的血肉内脏,对于那些背部防御点满但腹部防御几乎为零的节肢铁憨憨而言,无疑是非常具有针对性的武备。

帚刺奇虾捕食用大附肢化石线描和复原图

双肢抱怪虫捕捉猎物想象

另外研究表明,相对于适于长时间快速游动的帚刺奇虾而言,抱怪虫有着更粗短的身材,更硕大的眼睛,游泳肢分布与大小显示其具有较快的短距离加速能力,可能具有伏击习性。

上述两种奇虾都有完整化石发现,但被发现的完整化石均为幼体,更大的个体多数只保存有附肢,通过附肢推测成年帚刺奇虾和双肢抱怪虫接近半米长,足够捕食澄江动物群中的绝大部分物种。一些标本更显示,帚刺奇虾存在附肢长度接近20公分,体长超过80公分的大型个体。

当然,除了帚刺奇虾和手双肢抱怪虫,澄江动物群中还有这样一个古老的怪胎:

它就是 “剪刀手”——云南似皮托虫

云南似皮托虫侧面复原图

云南似皮托虫腹面观,可见发达的腿肢(虫恐人士勿入)

似皮托虫属于恐虾纲放射齿目似皮托虫属,也有早期文献称其为背脱虾,似皮托虫可是这奇虾三兄弟里的怪胎,别的奇虾都是用游泳肢在水里游动,这位老铁让自己长了一堆腿在地上爬。除此之外,似皮托虫的大附肢长着好几根巨大的长刺,看起来就像是电影里的剪刀手爱德华一般,据推测,似皮托虫很可能是机会主义者,平时喜欢吃澄江动物群那些不爱运动的底栖生物,有时还会捡尸沉在海底的动物遗体,它用剪刀手一般的附肢把这些底栖生物和动物尸体切成碎块,然后送入口中,它的嘴里长着锋利的齿片,可以“嚼碎”较为坚硬的动物外骨骼,而具有底栖习性可能是为何似皮托虫保留了其他奇虾从祖先那里退化掉的腿肢。

似皮托虫大附肢化石,保留有锋利的长刺

根据化石推测,云南似皮托虫体长为30公分,体型小于前两种奇虾,但一个疑似似皮托虫属的口器化石碎片显示,似皮托虫可能具有接近2米的庞大体型。

疑似超大型似皮托虫的口器部分化石,推测全长近2米

喜欢捕食积极游泳动物的帚刺奇虾,伏击硬壳节肢动物的双肢抱怪虫,取食底栖生物并客串机会主义者的云南似皮托虫,三种奇虾的共存显示出寒武纪生命大爆发之后生态新系统和生物类群的丰富与多样,以及5.3亿年前古老的云南澄江动物群的繁荣。

帚刺奇虾、双肢抱怪虫、似皮托虫三种生态位互补的奇虾类,组成了早寒武纪浅海生态系统中的顶级掠食者铁三角,这个组合最早出现于云南澄江动物群,并延续至一千多万年之后的贵州凯里生物群,直到新的生物类群崛起。它们与其他多种多样类型的一些奇虾类一起,为寒武纪早中期浅海生态系统的稳定发挥作用。

凯里生物群中的未定种抱怪虫口器

感谢:《澄江动物群:5.3亿年前的海洋动物》云南科技出版社出版

           《凯里生物群 5.08亿年前的海洋生物》贵州科技出版社出版

           《凯里生物群节肢动物(非三叶虫、非双瓣壳节肢动物)的研究》—杨洪

           《云南宜良寒武系第二统关山动物群叶足类和奇虾类研究》—焦德光

           《Anomalocaris and other large animals in the Lower Cambrain Chengjiang fauna of southwest China》—侯先光等

           《Evidence for Monophyly and Arthropod Affinity of Cambrain Giant Predators》

                                                                                                                       —陈均远等

             此外感谢寒武之盾等科普达人及恐龙吧部分吧友