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地球演化史之北冥有鱼的泥盆纪,邓氏鱼开启脊椎动物称王称霸时代

时间:2019-09-07 来源:NIEBURG丽堡格

4.1亿年前随着志留纪的结束,地球演化史走入了古生代的下半段,也就是古生代第四纪—泥盆纪。就像奥陶纪延续了寒武纪的大爆发一样,泥盆纪也承接了志留纪的生机勃勃,生物的种类和数量都达到了空前的规模,无论繁盛的蕨类植物还是兴起的昆虫和两栖类,,都成长到了之前时期未有过的巨大体型。特别是以鱼类为代表的脊椎动物进入飞跃发展时期,所以泥盆纪常被称为“鱼类时代”。

地球演化史之北冥有鱼的泥盆纪,邓氏鱼开启脊椎动物称王称霸时代

古生代第四纪—泥盆纪早晚期板块分布图

其实“北冥有鱼”的时代也是古地理演化的结果。受早古生代加里东运动的影响,从泥盆纪开始,地球又发生海西运动,许多地区升起,露出海面成为陆地,海水覆盖面积达到地球的85%,包括北半球广阔的古太平洋,古地理面貌与早古生代相比有很大的变化:最大最完整的古陆—冈瓦纳古陆,围绕南极地区分布;由劳伦古陆和波罗的古陆构成欧美联合大陆,与冈瓦纳古陆逐渐靠近;到泥盆纪晚期,两个古陆在赤道附近开始逐渐拼接,为日后盘古超大陆形成奠定了基础。

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古生代第五纪—石炭纪板块分布图

海洋面积的广阔且温暖为鱼类时代的到来准备好了舞台

和奥陶纪的演化生物代表—6米长的直壳鹦鹉螺在奥陶纪让位给新一代海洋霸主板足鲎一样,泥盆纪也发生了一次统治权的大交接:装备了双颚的脊椎动物终于走到聚光灯下,成为最耀眼的明星。节肢动物和软体动物称霸地球已成为昨日黄花。自泥盆纪之后的4亿年里,脊椎类动物都稳稳占据着地球上最庞大、最强壮、最凶猛生物的宝座。

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泥盆纪的“鱼类时代”

在泥盆纪的江河洋海中,脊椎类动物又以鱼类为主,如无颌类的骨甲鱼类、盔甲鱼类、花鳞鱼类、异甲鱼类(统称为“甲胄鱼类”);有颌类鱼的四大分支:盾皮鱼类(邓氏鱼)、棘鱼类、软骨鱼类(鲨鱼)和硬骨鱼类,乱哄哄你方唱罢我登场。其中无颌类在泥盆纪早期最为兴盛,它们凭借着坚固的装甲,在志留纪板足鲎横行的水域中也能占得一席之地。然而到了泥盆纪中期,当凶猛强壮的有颌鱼类崛起后,有力的下颚和锋利的牙齿不但彻底咬碎了板足鲎的统治,也把那些温且笨重的无颌类近亲捕杀殆尽。只有极少数特化的无颌类残存下来,成为现代圆口纲动物的祖先。

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泥盆纪海洋的顶级猎食者—邓氏鱼的头部化石

有颌鱼类的四大分支在泥盆纪中后期迅速发展

原始的鲨鱼和肉鳍鱼开始在海洋和淡水中巡游狩猎,数量庞大的棘鱼群是它们的美餐。而盾皮鱼类由于涌现出了邓氏鱼这样的超级巨星而大放异彩,成为泥盆纪鱼类时代的代表。

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泥盆纪海洋霸主邓氏鱼捕杀鲨鱼

邓氏鱼存在于晚泥盆纪(距今约3.6亿至3.8亿年前),比第一只恐龙的诞生还要早1.35亿年,最大体长可达11米,重量约6吨,是人类已知体型最大的盾皮鱼,也是当时最大的海洋猎食者,位居晚泥盆纪食物链的顶端,是暴龙出现前史前咬合力最巨大的史前生物,主食鲨鱼、硬骨鱼、三叶虫、菊石、鹦鹉螺、盾皮鱼等。然而物极必衰,巨大的身躯极大地影响了邓氏鱼的运动速度和灵敏度,使其在进化中渐渐输给了鲨鱼等软骨鱼,而且随着泥盆纪末期地球环境的变化,发生了地球演化史上的第二次物种大灭绝—泥盆纪后期灭绝事件,邓氏鱼最终灭绝。邓氏鱼及其他盾皮鱼家族成员灭绝后,鲨鱼的体型开始变大,种类变得更多。

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泥盆纪高大的维管植物森林

泥盆纪时期植物不再是志留纪草本的模样

志留纪登陆成功的陆生管维植物,终于战胜了地球引力的束缚,其最大高度从泥盆纪初期的30㎝演化至后期的30m,整整高出了100倍,不再是低矮的草本姿态,而是高大的维管植物森林,进入泥盆纪中期以后,平行演化的石松植物、蕨类和原始裸子植物陆续出现。它们在河湖沼泽和平原地区,密集形成了大片高大的乔木丛林,陆地生态系统从平面延伸成立体的网络,生物的密度和丰富程度大幅度提高。

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(泥盆纪后期灭绝事件(图中"LateD")有数次灭绝高峰期)

广袤的植物森林通过光合作用,又一次改变了地球大气的组成,数千万年后,随着氧气浓度不断攀升,催生了巨大的陆生节肢动物。但持续低含量的二氧化碳水平抑制了温室效应,成为泥盆纪末期全球气候剧变和大灭绝的诱因,当然这都是后话了。

泥盆纪时期两栖动物出现,森林称为昆虫最后的乐园

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提塔利克鱼(Tiktaalik)—有脚的鱼类,介于鱼类和两栖类之间的迷失环节

在泥盆纪晚期,个别肉鳍鱼类开始向这个苍翠茂密的陆地新世界发起冲锋,凭借发达的偶鳍肌肉支撑,它们用特化的鱼鳔呼吸空气,艰难地从干涸的泥坑匍匐爬行到附近的水塘。它们中的某个幸运儿演化出最早的原始两栖类,成为所有四足动物的祖先,拉开了巨兽时代的序幕。

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鱼类向四足类动物的进化历程

早期两栖动物由于运动和生殖受水束缚,无力插足植被层。此时的泥盆纪森林是被以昆虫为代表的节肢动物所统治,当然泥盆纪森林也是地球上最后一块由节肢动物统治的生态系统。蛛形类和多足类的节肢动物在树干上攀缘,在林间穿梭。它们清理枯萎的植物和真菌,各种食肉虫互相捕食,俨然是前脊椎动物时代的陆地版本。

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泥盆纪的陆生节肢动物群,主要是蛛形类和多足类

进入泥盆纪晚期,全新的节肢动物—昆虫诞生。昆虫虽然体型微小,常被忽视,但它出现的意义丝毫不亚于两栖脊椎类动物。在以后的4亿年,昆虫将演化出动物界最丰富的种类,最庞大的数量,最复杂的结构和最奇妙的行为,成为地球上最引人入胜的生命奇观。它们将和四足脊椎类动物一道,塑造整个泥盆纪陆地生态系统。

地球演化史之北冥有鱼的泥盆纪,邓氏鱼开启脊椎动物称王称霸时代

邓氏鱼在泥盆纪末期进化中逐渐输给了鲨鱼

地球演化史名片

地质时期:显生宙-古生代-泥盆纪

起止时间:4.1亿年前 – 3.54亿年前

持续时间:约6千万年

气候类型:化石记录说明远至北极的地区当时处于温带气候

发生事件:鱼类繁盛,两栖类出现,石松类和节蕨类繁盛,昆虫出现,晚泥盆纪发生大灭绝

代表生物:甲胄鱼类,有颌鱼类的邓氏鱼和鲨鱼,石松类,节蕨类

代表化石:甲胄鱼类,邓氏鱼,肉鳍鱼类,早期蕨类植物