地球最初的动物

在亿万年的时间里,尽管地球的海洋中孕育着大量的生命,但你却看不到任何单一的个体生物。这是因为在数十亿年里,所有的生物都是由单细胞组成的。
一些细胞可能会聚集到一起,形成聚居体。不过,现在发现的最早的化石证据也仅仅能够追溯到6亿年之前。这些聚居体或许就像海绵一样,这种最原始的动物仍然存在,你可以在世界各地的海水中找到它们。海绵的每个细胞都能够独立生存,也可以与其他细胞共生。如果一个活的海绵被撕裂成碎片,它们会很快地聚集在一起,重新形成一个新的聚居体。海绵被固定在岩石上,并以水中微小的浮游颗粒为生。它们体内的细胞之间具有一定的关联,但没有真正的神经系统。到了5.9亿年前,一批更高级的动物出现了,它们有了更明晰的身体结构和可识别的神经系统。这些生物仍然局限在海洋当中,包括腔肠动物(如水母和海葵)、环节动物和节肢动物。节肢动物的主要特征包括双侧对称、分节的身体,并进化出很多条腿、眼睛和外骨骼——这种坚硬的外层结构可以保护身体内部的器官。今天所有的节肢动物——包括甲壳类、蜘蛛、蝎子、昆虫——都起源于某些早期的节肢动物。还有一些节肢动物——比如三叶虫,则早已灭绝。
三叶虫出现在寒武纪(5.42亿~4.88亿年前),那是新的动物种类“爆发”的时期,现在已知的大多数无脊椎动物都出现在那个时期。对于这种情况,科学家们提出过各种可能的解释。不断增加的能够进行光合作用的生物提高了大气中的含氧量。这时,臭氧层形成了,可以保护地球上的生命不受太阳紫外线的辐射。同时,由于大洋中脊附近的火山活动频繁,海洋中的钙含量也急剧提升(这是身体坚硬部分的关键组成成分,比如外骨骼)。此外,从生态和进化的角度来看,捕食者和猎物之间的军备竞赛也正如火如荼,这或许导致了原始眼睛的出现,捕食者可以借此探测自己与猎物之间的距离——反之亦然。
接下来的重头戏是第一只真正的脊椎动物的出现。脊椎动物是具有内骨骼的生物,包括一条由椎骨连接组成的脊柱,用以保护脊髓——这是一种更高级的中枢神经系统组织。时至今日,仍有一些生物仅具有脊髓,而没有脊柱,它们的祖先被认为首先出现在寒武纪。不过,第一种真正的脊椎动物——无颌鱼类(类似于现代的七鳃鳗),也出现在大约5亿年前。
早期的鱼类体内并没有骨头,其内部骨架是由软骨组成的。现在,仍然有很多的鱼类具有这样的身体构造,包括鲨鱼和鳐鱼,它们的祖先在大约4.1亿年前首先进化出了下颌。颌骨是几乎所有脊椎动物的特征之一。

在寒武纪生物爆发期间,出现了一些与今天我们已知的完全不同的动物族群。在加拿大布页吉斯页岩中发现的欧巴宾海蝎,是一种形状怪异的捕食者,它们有着五只眼睛和一个像吸尘器似的鼻子。另外一种捕食者是奇虾,它们靠60厘米长的侧皮瓣推进前行,有着一张像一片菠萝似的大嘴。布页吉斯页岩中的许多动物只在寒武纪中繁盛一时——除了皮卡虫,一种像鳗鱼一样的生物——它们长约4厘米——被认为是脊椎动物的祖先,脊索动物门(其中包括人类)的一员。

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