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因此看起来,在任何地方生活的生物对于身体硬件部分的演变以及最终多细胞动物身体形态的演变,都是由主动捕食者所迫使的。这个过程就是寒武纪生命大爆发一一一场由眼睛的演化而引发的爆发。我们要寻找这个触发器,而不是对事件本身的详细解释。麦克马纳姆对在寒武纪时期食物网发展的重新定义,实际上是对寒武纪生命大爆发本身的描述一一但它是事件,不是触发器。从寒武纪生命大爆发可以看出,“生命法则”直至今日仍旧存在。第一双眼睛的出现有效地打破了以往生物生存的方式,新的、强力的、主动的捕食关系引起了混乱,造成了无序的局面。眼睛的出现将演化置于生存的首要位置,这也许就是演化速度从最低点快速向上提升的原因。现在需要新的法则,所有动物都需要通过演化的方式来适应具有视觉的捕食者,才能不被捕食,或者不被它们的猎物所欺骗。早期的寒武纪因此成为了一场适应视觉的大型军备竞赛。总而言之,生物对于新的可用小生态环境的竞争,以及在应对新的捕食与被捕食的激烈关系过程中发生的“混乱”,史称寒武纪生命大爆发。而生物突然形成的视觉,正是这场生命大爆发的触发器。
——安德鲁·帕克《第一只眼》
前寒武纪时期,只有以软体动物为代表的多细胞动物门存在。接下来的几页,是当时具有最高级形态的光受体所描绘的前寒武纪环境中生物的生活快照。 实际上,光作为生物的主要刺激来源,更确切地说是视觉外观在前寒武纪环境中是不存在的,因为当时的动物没有眼睛。可以推测出前寒武纪动物拥有化学、声音和(或)触受体。它们也可能拥有简单的光受体,就像加拿大伯吉斯页岩采石场雪中的藻类一样,但却不能形成图像。在前寒武纪,光被认为是一个非常小的选择压力。它不会对多细胞动物的演化产生直接影响(可能会对以光合藻类为食的动物产生间接影响一一但这被限制在光照区域)。 竞争和捕食行为不会成为前寒武纪时期的主要选择压力,这个观点正在逐渐被人所接纳。前寒武纪埃迪卡拉动物的大脑正逐渐发育起来。它们在思考如何获取环境线索或“新闻项”,并处理这些信息。它们也在不断发展着咀嚼能力,并逐渐进化出一种初级的坚硬四肢。前寒武纪遗迹化石表明,生物的“腿”可以支撑身体离开海底。但是,正如在今天的黑暗洞穴中一样,前寒武纪的演化总体来说是很缓慢的,如果不是发生了一个极为重大的事件,它可能还会以这种渐进式的速度继续发展下去。但就是这个重大事件的出现,就生物身体而言,
——安德鲁·帕克《第一只眼》
我们可以将地质历史时期分为两部分一前视觉时代和后视觉时代。这两者的界线在5。22亿年左右。视觉是地球上最强大的感官刺激,今天的世界与千万年前、1亿年前和5。21亿年前,眼演化出现之后,发挥作用的方式是基本相同的。同样,这个世界在5。23亿年前是没有视觉的,就像6亿年前一样。在这两部分的生命历史的间隔期间,就像是被谁按下了一个“光开关”。后视觉时代它是亮着的,而前视觉时代它是关闭着的。
——安德鲁·帕克《第一只眼》
也许这有些晦涩,但是试想一下:不论我们在哪儿,四周所有我们能看到的各种各样五彩缤纷的颜色,实际上都并不“存在”。环境中并没有颜色,只是物体碰巧偏转了不同类型的电磁辐射波而已。玫瑰不再显露红色,叶子也不再形成绿色,也许紫外线是我们认清这个事实的一个有力证据。对鸟类和昆虫来说,环境中甚至会有更多的颜色。它们眼中的调色板”还含有紫外线它们在用私密的波长交流,而我们却浑然不知。不过鸟类和昆虫应该也无法理解,其他一些无法检测到紫外线的动物看到的是另一个不同的世界。所以我们应该记住,并非所有的动物都能看到图像,或者理解我们所谓的颜色是什么意思但这并不是说光和颜色不是动物生活的重要组成部分。在所有生存在有光照射的地方的动物中,“颜色”这个词在它们的字典里都能被找到。尽管并不是所有人都意识到了这一点,但光照这个条件是对每个人都有影响的重要选择压力…至少现在是这样。 植物与动物有着非常不同的生存法则,然而许多植物的颜色依旧适用于动物视觉。叶子通常必须是绿色的,因为叶片的叶绿素成分偏转了我们定义为绿色的波长(绿波对于光合作用不起任何作用)一绿色属于附带的颜色。遥相呼应的是很多植物开出的花朵,展示出各种各样的颜色来吸引昆虫传
——安德鲁·帕克《第一只眼》
生物这种将生存的重点转向捕食行为的过程是否是一种循序渐进的现象?看起来不是。5。41亿年前,食肉动物真的成了主宰。突然出现的捕食行为不仅成为了食物网中的主要选择,还是一种新形式。如果前寒武纪的捕食者行为较为被动的话,那么在寒武纪早期的海洋中大规模出现的捕食者则是活跃的。s本章的结尾会和上一章结尾相符,我们在上一章结尾知道第一种有眼睛的动物是三叶虫一一第一只真正意义上的三叶虫。第一只真正的三叶虫同样也是捕食者。法罗特三叶虫、河南淅川古盘虫和龙泉古盘三叶虫,都具有眼睛结构,它们也是寒武纪开始的象征。它们的肢体形状表明它们是捕食者,它们的多刺盾牌表明它们肯定也是猎物。它们可能会互相攻击一这是地球上最原始的攻击,这是因为它们身上只“装备”了最基本的装甲。它们的皮肤没有以前赛武纪原始三叶虫的软,但是也没有 完全硬化,如同几百万年后出的三叶外骨也没有完全变硬一样。然而,它们是非常活医的动物。它们可以游得很快,它们可以在水中移动……它们是有着多刺的粗壮四肢的捕食者。对于前寒武纪生存的软体虫来说,这是个坏消息。生活都要乱套了。
——安德鲁·帕克《第一只眼》
在海底,捕食者的威胁不再严重…但是同样也存在着捕食行为。大约5。34亿年前,一种名为克劳迪纳虫( Cloudina)的管状化石生活在寒武纪早期的沉积物中。该种生物是从来自中国陕西省的s24个化石中被人熟知的,而这种化石留存下来的并不是该动物本身,而是它的管道一一这是已知的第一只拥有坚硬身体部位的动物。这种动物就像是在寒武纪生物“军备竞赛”开始之前“打响了发令枪”,同时这也证明了环境条件对生命大爆发之前形成坚硬的身体不是完全限制的。 我们在克劳迪纳虫的14个管道中发现了钻孔一一这是捕食者在海底试图猎杀拥有硬壳的软体动物的鲜明证据。普萨拉大学的史蒂芬·班特森和中国地质科学院的赵越发现了这些化石,他们相信捕食者是一个软体动物,而且可能是现在蜗牛的近亲。但是在前寒武纪,软体动物和其他门类的动物一样,都长得很像“蠕虫”,或者说拥有完全柔软的身体。没有任何迹象表明有一天它们的后代会背着巨大的外壳。一克劳迪纳虫管道上的洞为地球上的捕食行为提供了一个明确的证据。似乎这种被称为“不活跃的捕食行为”在前寒武纪非常普遍。尽管,前寒武纪的动物缺少盔甲,这种捕食行为显然没有为反捕食策略给出强有力的选择压力。它没有为动物长出坚硬的
——安德鲁·帕克《第一只眼》
迄今为止,所有描述到的动物的坚硬结构都是从某一时刻演化而来的。这场演变就是寒武纪生命大爆发一所有的动物在54亿年到5。38亿年前这段时间里都突然拥有了坚硬的身体结构。如前所述,坚硬的身体除了能够保护身体不受捕食者伤害之外,非常巧合的是,几乎所有动物在同一时间形成的坚硬结构都能够提供力量或者作为一个能够抵抗应力的屏障。在这之前的1亿年前或者更早,不同门类的多细胞动物都只具有柔软的身体构造。而正如第一章所确定的,物理环境条件下所需要的坚硬身体可能不是寒武纪生命大爆发的原因。现在,绘制捕食者的原始外观变得非常重要,特别是那些非常活跃的捕食者。一旦收集齐寒武纪的所有线索,我们就会对这个观点产生更深入的理解。
——安德鲁·帕克《第一只眼》
我们发现许多寒武纪其他种类的三叶虫活着的时候,都有被捕食者持续攻击的伤痕或者迹象。这些伤痕不是致命的,因为动物有强大的自愈能力。这本身就是一个有趣的概念。寒武纪三叶虫已经为受到攻击准备好了:利用它们的铠甲防御,并且能迅速“包扎”自己身体因受伤暴露在外的其他部分一它们可以形成硬结。人类的皮肤很薄,很容易切割。因此,我们的血液具有凝结和将破裂血管密封的能力,从而防止失血和感染。但是,节肢动物的外骨骼很坚硬,并且能够承受它们自身严酷的生活环境,除非它们受到很严重的伤害。寒武纪三叶虫的自愈能力表明它们相对容易受伤害,并且这种伤害在进化的过程中成为了一种选择压力。如今,人们发现动物身上坚硬的外売除了保护它们不受食肉动物的袭击之外,还具有其他功能,比如说为身体组织提供支撑。但是,寒武纪三叶虫不仅演化出了盔甲,同样演化了自我修复机制,在受到食肉动物攻击时发挥作用。而它们坚硬的外売在一开始受到捕食者攻击的时候就发挥出了抵御捕食者的作用。 有很多寒武纪三叶虫身上都发现了咬痕,证明了“惯用手”的理论。在一个大的三叶虫样本中,77个样本遭受了不明原因的持续损伤,这些伤痕可能是由蜕皮或者交配造成的,而81个样本显示其伤痕是由捕
——安德鲁·帕克《第一只眼》
有些情况下,菊石的外壳会在深水处被发现;有时它们自然地直接跌到正下方的海底。这种条件下形成的化石就和那些浅海滩中的化石不一样。在浅水地区发现的贝壳往往是完好无损的;而死亡后或濒死落入海底的菊石身上,外壳却往往出现被穿刺的痕迹。 穿刺痕迹大致像是个硬币大小的圆形。裂缝通常从这些穿孔处开始向外延伸。一些外壳的穿刺痕迹是不规则的,而另一些外壳的痕迹是按照一定顺序排列的。关于不规则痕迹的排列有两种猜想。第一种猜想认为是帽贝( Limpets)造成的。 帽贝是一种具有帽形外壳的软体动物。它们在岩石或者其他坚硬的物体表面上进食。进食后,它们通常会回到同一个栖息地点,最终会在岩石表面形成一个浅的圆形陷。有一种理论认为菊石的外壳对于帽贝来讲是理想的坚硬表面,所以远古帽贝就以此为栖息地。这种情况下,圆孔呈放射状的裂纹就是因为帽贝深埋表面时产生的高压造成的。然而,另一种猜想更具戏剧性,并肯定地解释了穿刺痕迹规律形成的原因。 沧龙( Mosasaurs)是一种大型的海洋爬行类动物,它们和菊石一起生活。鳄鱼般的牙齿排列表明它们是远古海洋开放水域中的强大捕食者。从它们牙齿的排列中还可以推断出另一件事情一一它们可能以菊
——安德鲁·帕克《第一只眼》
如果我们把鱼的眼球沿着它的“赤道”切割,同时下半球沿着“经线”切割,它就可以平放。以这种方式能够从平面图上展示出个球体的构造。眼睛的下半球含有视网膜和检测光线的细胞,视觉图像正是在下半球形成的。视线两侧的物体在视网膜的边缘成像而沿着眼睛中心轴线定位的物体在视网膜的中心成像。视网膜可以在显微镜下被检测到以确定光线检测细胞的分布。结果并不出乎意料一一视网膜中部的光线检测细胞最多。鱼类沿着它们眼睛的中心轴看见的景象最清晰,或者说头部两侧的视线最好。 鱼类可以在眼窝内一定程度地移动眼球,但是相比之下,三叶虫视觉的高度敏感区域比鱼类的相应区域要大,所以对于三叶虫来说,不必移动眼球也能够在水中追寻物体。考虑到过去和现在生活可能具有一定的相似性,寒武纪时期的三叶虫也许是一种“鱼类”。 这种概括显然非常宽泛。开放水域的鱼类可能是捕食者,也可能是食腐动物或者食草动物,更不用说最有可能是猎物的这个事实了。所以不幸的是,这种探索的方式,已经给予不了什么帮助了,但我们还要在下一章继续对这个问题进行进一步的研究。眼的位置和结构与食物链中所处位置的不确定性意味着我们必须从其他地方寻找寒武纪捕食行为的迹象。最明显的地方就是最好
——安德鲁·帕克《第一只眼》
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