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埃迪卡拉生物群(神秘的埃迪卡拉生物群)
埃迪卡拉生物群因發(fā)現(xiàn)于南澳大利亞埃迪卡拉山前寒武紀(jì)晚期的龐德砂巖而得名,是已知最古老的具有復(fù)雜體型結(jié)構(gòu)的生物組合,主要生活在75億年前至41億年前的海洋中,是宏體生物的演化過(guò)程中最為獨(dú)特的化石生物群,它們?yōu)檐涇|體,化石以印痕或鑄型方式保存于碎屑巖中。
多數(shù)學(xué)者認(rèn)為埃迪卡拉生物群可能是后生動(dòng)物的早期代表,是后生動(dòng)物出現(xiàn)后的一次適應(yīng)性輻射,其所采取的與現(xiàn)代大多數(shù)動(dòng)物截然不同的形體結(jié)構(gòu),是為了適應(yīng)元古宙末期的低氧環(huán)境。目前的證據(jù)表明,埃迪卡拉生物群的組成十分復(fù)雜,不僅包括輻射對(duì)稱動(dòng)物基干和冠部類群,兩側(cè)對(duì)稱動(dòng)物的基部類群,還包含了動(dòng)物進(jìn)化中的“失敗的實(shí)驗(yàn)品”,更包括了其他真核生物的可能代表。埃迪卡拉生物群滅絕后,迎來(lái)了后生動(dòng)物在寒武紀(jì)初的大爆發(fā)。
埃迪卡拉生物群的發(fā)現(xiàn)最早埃迪卡拉化石的報(bào)道可以追溯到1872年,加拿大古生物學(xué)家以利加拿?比林斯在加拿大紐芬蘭省東南部的阿瓦隆半島發(fā)現(xiàn)了一種圓盤(pán)狀印痕,定名為圓盾盤(pán)蟲(chóng),但當(dāng)時(shí),甚至以后很長(zhǎng)時(shí)間大家都認(rèn)為這些結(jié)構(gòu)是非生物的沉積構(gòu)造,而不是化石。1908年,地質(zhì)調(diào)查者在納米比亞發(fā)現(xiàn)了類似的化石組合,這些化石直到1929-1933年,才由德國(guó)古生物學(xué)家顧里其進(jìn)行了描述。1946-1949年,澳大利亞地質(zhì)學(xué)家斯普里格在埃迪卡拉山發(fā)現(xiàn)了更多的化石,并發(fā)表在當(dāng)?shù)鼗始覍W(xué)會(huì)的會(huì)刊上。不幸的是,由于前寒武紀(jì)沒(méi)有化石這種觀點(diǎn)根深蒂固,這些發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有引起重視。
1958年,特雷弗?福德報(bào)道了在英格蘭查恩伍德森林由一個(gè)中學(xué)生羅杰?梅森發(fā)現(xiàn)的葉狀印痕化石,并以這個(gè)中學(xué)生的名字命名了這種新化石:梅森強(qiáng)尼蟲(chóng)Charnia masoni。該發(fā)現(xiàn)迅速引起了澳大利亞著名科學(xué)家馬丁?格萊斯納教授的關(guān)注,并在《自然》雜志上發(fā)表了一篇短評(píng),將強(qiáng)尼蟲(chóng)與埃迪卡拉山中發(fā)現(xiàn)的葉狀體進(jìn)行了比較,并解釋為海筆類的化石。他和同事瑪麗?韋德認(rèn)為,埃迪卡拉山和包括查爾伍德森林在內(nèi)的其他許多地方發(fā)現(xiàn)的豐富盤(pán)狀印痕,是新元古代末期廣泛存在的一個(gè)生物群,于是取名“埃迪卡拉動(dòng)物群(Ediacara fauna),科學(xué)界第一次認(rèn)識(shí)到寒武紀(jì)以前的海洋生命形態(tài)。恰當(dāng)一點(diǎn)說(shuō),“Ediacara”一名來(lái)自澳大利亞的土著語(yǔ)言,意思為“泉水孔”(veinlike spring of water),而這里的“泉”可能是復(fù)雜動(dòng)物的起源之處。
埃迪卡拉山
埃迪卡拉生物群的分布自埃迪卡拉生物群發(fā)現(xiàn)后,首次證實(shí)了前寒武紀(jì)就已存在多細(xì)胞生物,因而迅速引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。至今,除了南極大陸以外,包括所有其他大陸地區(qū),如英格蘭、愛(ài)爾蘭、挪威、納米比亞、墨西哥、俄羅斯、加拿大、美國(guó)和中國(guó)等超過(guò)30多個(gè)產(chǎn)地都發(fā)現(xiàn)了這類化石。其中四個(gè)地方是埃迪卡拉生物群的“聚集區(qū)”,分別是澳大利亞、納米比亞、紐芬蘭和俄羅斯。
值得注意的是,世界各地發(fā)現(xiàn)的埃迪卡拉生物群大多以印痕或鑄模形式保存在碎屑巖中,而我國(guó)近年來(lái)在三峽地區(qū)所發(fā)現(xiàn)的埃迪卡拉化石產(chǎn)自海相碳酸鹽中,這表明埃迪卡拉生物群的生存空間廣布于整個(gè)海洋。
埃迪卡拉生物群復(fù)原圖
埃迪卡拉生物群的特征埃迪卡拉動(dòng)物是沒(méi)有礦化的外殼和骨骼的軟軀體生物,它們沒(méi)有現(xiàn)代動(dòng)物所具有的嘴,大多靠身體表面和海水接觸,靠滲透吸收營(yíng)養(yǎng),更缺乏動(dòng)物通常所具有的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、取食和消化等功能的器官。
埃迪卡拉動(dòng)物不同于今天的主流生命形式,它們具有奇特的生命形態(tài),大多呈扁平狀、圓盤(pán)狀、葉狀、管狀、扇狀等,一般只有幾厘米大小,最大的體長(zhǎng)達(dá)1米,它們有的像是海筆、水母或蠕蟲(chóng),而有的卻和我們所熟悉的生物類型截然不同。
埃迪卡拉生物群自發(fā)現(xiàn)以來(lái),已經(jīng)描述的化石超過(guò)250個(gè)種。主要物種有葉片狀的查恩盤(pán)蟲(chóng)、狄更遜水母、圓盾盤(pán)蟲(chóng)、環(huán)輪水母、莫森水母、斯普里格蟲(chóng)、蕨葉蟲(chóng)、三臂盤(pán)蟲(chóng)、金伯拉蟲(chóng)、克勞德管等。
查恩盤(pán)蟲(chóng)(Charniodiscus)
葉片狀的查恩盤(pán)蟲(chóng)是埃迪卡拉生物群的標(biāo)志性類型之一,查恩盤(pán)蟲(chóng)生存于大約 7億到5億年前。分布廣泛,在加拿大的紐芬蘭,英格蘭和澳大利亞都有發(fā)現(xiàn)。查恩盤(pán)蟲(chóng)絕對(duì)是當(dāng)時(shí)巨無(wú)霸級(jí)的生物,高可達(dá)1米以上,其“葉柄”兩側(cè)有許多對(duì)生或互生的“羽葉”,“葉柄”始端有個(gè)球形固著器。查恩盤(pán)蟲(chóng)的形態(tài)特征與現(xiàn)生腔腸動(dòng)物中的海筆類非常相似,但其真實(shí)的身份至今仍然是個(gè)迷。
查恩盤(pán)蟲(chóng)
狄更遜水母(Dickinsonia)
狄更遜水母是埃迪卡拉生物群中明星類型,曾被認(rèn)為是多毛類、刺胞動(dòng)物、扁形動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物,甚至被歸入非后生動(dòng)物文德生物類或地衣類、真菌類。狄更遜水母產(chǎn)自南澳大利亞、俄羅斯,主要產(chǎn)于砂巖中。
狄更遜水母的身體為橢圓形或長(zhǎng)橢圓形,呈薄餅狀,長(zhǎng)度可達(dá)4米,厚度卻只有幾毫米,兩側(cè)對(duì)稱,明顯分節(jié),可能通過(guò)表皮攝取營(yíng)養(yǎng)。其形態(tài)特征與現(xiàn)代海洋中的一種多毛類環(huán)節(jié)動(dòng)物Spinther頗為相似,但后者的個(gè)體很小,營(yíng)寄生生活。
最近有研究提出,狄更遜水母具有兩輻射對(duì)稱的特性,且內(nèi)部具有可與現(xiàn)生的櫛水母動(dòng)物的胃水管系統(tǒng)類比的構(gòu)造。并據(jù)此認(rèn)為狄更遜水母與櫛水母動(dòng)物親緣關(guān)系密切。
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