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化石吟 时间:2018-07-02 我要投稿
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  【话说鱼类进化(老弟)】

  鱼类,作为地球上最古老的脊椎动物的一个类群,其漫长的演化历史一直是众多的生物学家感兴趣的问题。鱼类的出现,标志着从低等、原始的无脊椎动物向脊椎动物进化的一个质的飞跃;鱼类的发展、演化又提出了脊椎动物进化的明显谱系。一切高等动物,两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类,甚至我们人类自身都是在此基础上发展而来的。

  研究古生物通常以化石材料为根据。科学家通过放射性同位素来测定岩石的绝对年龄,并划分成不同的地质年代。这些地质年代中保存下来的古生物,记录了当时的环境条件和生物信息,经过千万年的沉积,形成化石,成为研究地质历史和生物进化史的根据。

  鱼类的化石并不十分丰富,但它们依然能够展示出古今各种鱼类发生、发展的过程。最早的鱼类化石沉积在寒武纪和奥陶纪的岩石里,距今已有大约四亿年的历史了。通过对岩石的研究,人们知道这种最早的鱼类生活在咸水环境里,或者说是生活在海洋中,它们的身体外面披有铠甲一样坚硬的外骨骼。这些原始的鱼类浑身布满了硬甲,具有扁平的前背甲。由于它们没有颌,所以被称为无颌类。它们可以说是最古老的鱼类,因为穿了甲胄,它们不能游泳,只能生活在水底沉积物中。应该说,它们是一群不会游泳的鱼类。无颌类的内骨骼没有被保存下来,所以科学家们推测它们具有软骨骼,像现在我们见到的软骨鱼类鲨鱼和鳃鱼一样。

  大量完整的无颌类化石是在泥盆纪找到的,泥盆纪可算是鱼类初生时代。中生代的侏罗纪和白垩纪(距今约1.3亿~1.6亿年),是鱼类中兴时代。新生代时,各种古今鱼类共存于海洋和地球上的其他水域,鱼类家庭达到全盛。

  在无颌鱼类的基础上,最早的有颌鱼类也发展了。最初的颌是由几个硬骨鳃弓改造过来的。鳃弓最初埋在肌肉里,在进化过程中,颌与头部背甲融为一体,从而形成了一个更坚固、更有效率的进食器官──咀嚼器。

  原始有颌类也称作盾皮鱼,它们在泥盆纪盛极一时,但到泥盆纪末已大部灭绝了,一般认为,软骨鱼类和硬骨鱼类都是由盾皮鱼演化来的,它们分别朝不同的方向发展,但尚未找到十分清楚的证据证明这个推论。一些盾皮鱼仍具有扁平的身体,像它们的祖先一样;但是大多数都变成流线型,甲胄也减少了,这种变化使它们获得了很强的游泳能力。软骨鱼类也脱去了沉重的甲胄(但仍有背板的痕迹),发展出更加强劲有力的适于游泳的肌肉组织。有些科学家认为,软骨鱼类是“原始”鱼类,但它们是否真正比硬骨鱼原始,还有待证实。

  有关脊椎动物颌的发生与进化的研究,是从19世纪进行的胚胎学研究开始的,它揭示了进化中的一个重要过程。颌的出现,说明动物的某个新的重要的特征的出现可以使一个类群的生活领域扩大到以往不能生活的地区。这以后,鱼类得到了迅速扩展,成为今日最普遍的游泳生物类群。

  硬骨鱼最初生活在淡水里,后来逐渐向海洋伸展,终于成为海洋鱼类的优势类群。在进化过程中,它们产生了内部硬骨骼,把僵硬的甲胄变成了薄薄的鳞片,从而使动作敏捷灵活,提高了运动速度。

  硬骨鱼有两个类群,其中辐鳍鱼类在数量和种类上都大大超过另一种鱼──内鼻孔鱼类。内鼻孔鱼类包括一些形态和构造都很特殊的原始种类,它们具有内鼻孔构造,可以把嘴闭上而并不影响呼吸。内鼻孔鱼类今天能见到的只有肺鱼和矛尾鱼。矛尾鱼隶属空棘目腔棘纲。它被誉为活化石,在1938年以前一直被科学家们认为是已经灭绝了的种类。第一尾矛尾鱼是1938年被一名渔民在非洲东南海岸捕到的,这一发现轰动世界。以后又陆续捕到,证实这一古老鱼类仍生活在现代的海洋里。腔棘鱼的重要特征是,鳍呈叶状,具有肌肉,并有相连的辐棘,从而使一些鱼可以在陆地上爬行。它们与两栖类有密切的亲缘关系。人们认为两栖类就是由它们演化而来的。

  ──摘自《海洋世界》1999年第12期

  【鸟类的祖先之谜】

  过去,人们一直认为,鸟类最初是由爬行动物逐步进化而成的。始祖鸟作为这一进化过程的中间阶段的产物,历来被人们当作鸟类的祖先。尽管这一进化理论似乎有一定道理,但是许多古生物专家对蜥蜴这样的爬行动物会不会真因突然变异和自然选择而变成鸟这一结论,仍多少持有怀疑的态度。于是,在学术界内,专家们针对鸟类的问题,展开了一场旷日持久的争论。

  在达尔文的《物种起源》一书刚刚问世的时代,人们对于鸟类最早由爬行动物进化而来的说法,无论如何也是不能理解的。后来到了1861年,在德国境内的一处石灰岩石采石场中,考古人员发现了一块奇特的生物化石。这块化石残留有翅膀,嘴里有牙齿,翅膀前端有爪,并有着像蜥蜴一样的由多节尾椎骨组成的长尾。这块被称为“始祖鸟”的化石的发现,使许多考古学家和古生物学家为之振奋不已。因为不少人坚持的“鸟类是由蜥蜴进化而来的”这一观点,在这里找到了依据。

  但是,在今天,这一已被人们广泛接受的观点突然失去其权威性了。因为在1986年,美国的考古学家在得克萨斯州发现了一种比始祖鸟还古老7500万年的鸟类化石,并给它定名为“原始鸟”,鸟类的祖先这一“宝座”因而将被原始鸟夺走。古生物学家指出,如果事实上是这样的话,那么鸟类是由爬行动物进化而来的这一观点也将被否定。

  为了理解发现原始鸟的重大意义,我们有必要以始祖鸟的化石为基础,看看鸟类的进化过程。关于始祖鸟的起源,英国博物馆的庞夫雷特指出,以往人们认为是鸟类祖先的某一爬行动物群体,实际上并不是蜥蜴。始祖鸟是由恐龙家庭的某一“成员”进化而来的,始祖鸟与恐龙既是“远亲”,又是“近邻”,它们都起源于槽齿类。不可否认,始祖鸟与一种被称作虚骨龙的小型恐龙,在骨骼上确有非常相似之处,因此早在19世纪,就有一些古生物学者认为,鸟类的祖先是这个群系的恐龙。

  现在的鸟类是恐龙的后代这种说法虽然让人觉得难以接受,但如果能把鸟儿与恐龙比较一下,我们就会获得更多的信心。

  从外貌来看,现在许多鸟儿都与恐龙有些相像。恐龙中有一种叫鹦鹉嘴龙,它的嘴与会学说人话的鹦鹉的嘴十分相似。鸵鸟龙的脚和鸵鸟的脚一样,也有三个脚趾头,善于走路。鸵鸟龙没有牙齿,鸵鸟也没有。鸭嘴龙的嘴活像鸭子嘴,鸭嘴龙游水也像鸭子戏水。鸟类有毛,生活在1?8亿年前的联龙也是全身长毛。鸟类的骨骼是中空的,这样可以减轻体重,便于飞翔。早期的一些恐龙的骨骼也是中空的,科学家把这种恐龙称为虚骨龙类,虚骨龙轻巧机灵,外貌和身体结构很像鸟。

  在探索鸟类起源的过程中,争论的焦点之一是锁骨问题。鸟类的左右锁骨相互粘连,是V字形愈合锁骨,十分发达。而恐龙的锁骨则因退化而完全消失了。对此,持“鸟类起源于恐龙”的观点者认为,恐龙类和鸟类都来源于槽齿类,只是在后来的进化中它们的锁骨才发生了不同变化,不能凭这一点就说恐龙不是鸟类的祖先。

  可是,当上述观点提出来以后,有的科学家又发现了一些带有锁骨的虚骨类恐龙,化石分析表明,始祖鸟与虚骨龙的骨骼有明显的共同之处,但是其中的许多特征是槽齿类生物所不具备的。这样一来,又推翻了以前关于恐龙与鸟类都起源于槽齿类的观点。

  后来,当原始鸟的化石发现以后,持有不同观点的专家学者们纷纷转移视线,试图从原始鸟的身上找出新的理论突破。古生物学家经过分析原始鸟的化石后,惊奇地发现,原始鸟与始祖鸟相比,具有许多更接近鸟类的特征。

  首先,原始鸟类具有始祖鸟无法比拟的胸骨和龙骨突起特征,而且非常大。更为重要的是它还生有一种奇怪的肩骨,这是由于撑起羽毛的肌肉沿肩骨通过,因而一般鸟类的肩骨都很大。在这一特征上,原始鸟与现代鸟十分相似。其次,原始鸟的骨骼也是中空的,并且具有与飞翔有关的骨骼特征。

  另外,原始鸟除残留有普通鸟类所具有的一些特征外,还残存着一些爬行类动物所具有的特征。例如其尾巴很长,有与脊椎牢牢相连的坐骨,似爬行类动物等等。

  从以上事实中不难发现,鸟类的起源时间还要往原始鸟以前探究。原始鸟的发现,将有可能否定在此之前的鸟类起源于恐龙的观点。原始鸟化石的发现无疑为探究鸟类的起源提供了新的资料,但对于鸟类祖先究竟是谁,科学家们仍无法取得一致意见,只有发现了更古老的鸟类化石后才能作最后结论。

  【两栖类的祖先】

  1938年12月的一天,印度洋里有条渔船,在靠近非洲东海岸的较深的海里,捕到一条奇怪的鱼。

  渔人们从来没有见过这么奇怪的鱼,它大约15米长,长得倒不难看,全身钢青色,眼睛深蓝色。最特别的是它身子下面的鳍很大,有点像腿。

  这条鱼离了水,只活了四个来小时。船长觉得这的确是一条特别的鱼,在科学上或许有什么研究的价值。所以船一靠岸,他就给那儿博物院的管理员拉蒂曼去了一封信。可是那个季节,非洲正热不可耐,这条肥鱼已经开始腐烂了。

  拉蒂曼看了这条鱼,也认为这是一种新奇的玩意儿,应当好好保存下来,给科学家去观察,去研究。她请了一位专门做标本的人,把这条怪鱼的皮剥了下来,塞进些草,做成一个标本。她想,这条怪鱼一定是个新发现的种类,因此用自己的名字来称呼这条鱼,叫它做“拉蒂曼鱼”。现在通常叫做矛尾鱼。

  但是真糟糕,当时没有一个人知道这条怪鱼的重要性。要是知道的话,一定会想法子把它身上的每一个部分都保存下来。可是结果呢,只留下一张皮,一个头颅,还有几块零碎的骨头。

  这条新奇的鱼,实际上是人们所捕到的一种很古老的鱼。说它“古老”,并不因为它已经活了20年,50年,或者100年了;而是说,它几乎和3亿年以前生活的一种鱼一模一样。

  后来,人们在那个海区的深水里,又捕到了几条相似的怪鱼,进一步肯定了先前的发现。

  矛尾鱼有什么特点呢?最引人注意的特点是,它跟远古时代的总鳍鱼一样,长着独特的胸鳍和腹鳍。这些鳍的内部骨骼,跟青蛙等两栖动物的四肢骨骼很相似。此外,它还有能呼吸的鳔。

  古生物学告诉我们,总鳍鱼是一种古老的鱼,是两栖类的祖先。它们在发展中分为两支:一支登陆生活,演变成两栖类,例如青蛙;一支留在海洋,也逐渐演变,大部分种类绝灭了,矛尾鱼就是这一支的一个代表。

  在很久很久以前,气候温暖潮湿,树木葱郁茂盛。在一望无际的沼泽地带,生活着很多种类的总鳍鱼。就在那个时候,有一部分总鳍鱼爬上了陆地,成为两栖类的祖先,发展成为陆上的脊椎动物。

  后来,地球上起了很大的变动,山崩地裂,气候变得干燥而寒冷。河流和池塘开始干涸,许多淡水鱼都死绝了。人们猜想,总鳍鱼也在那个时候灭绝了。所以,1938年发现拉蒂曼鱼,看见居然还有活的总鳍鱼存在,就好像在青岛附近遇见了活的恐龙──青岛龙一样令人惊奇。

  【被子植物】

  被子植物就是种子由果皮包被的种子植物。自白垩纪上半叶直至现在,被子植物是地球上最进化和分布最广的优势植物。约二十五万余种,广泛分布于山地、平原、沙漠、湖泊及河流,少数分布于海水中。中国约二万五千余种。被子植物的孢子体高度发达,有明显的根、茎、叶和花的分化,为乔木、灌木或一至多年生草本。绝大多数被子植物的木质部有导管,韧皮部有筛管和伴胞,但某些水生、寄生、腐生和肉质被子植物在进化过程中,导管消失了。少数原始的被子植物没有导管。叶为有叶隙的大型叶。花通常由花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊组成。

  被子植物早期的分类位置隶属于种子植物门的被子植物纲。但是,多数近代系统将其独立为被子植物门。根据形态学的综合性状常划分为两个纲:双子叶植物纲和单子叶植物纲。现代公认被子植物中的乔木、灌木较为原始,草本较为进化,单子叶植物衍源于双子叶植物。

  被子植物与人类生活关系非常密切,其中粮食有稻、大麦、小麦、大豆、高粱、玉米、马铃薯和板栗等;蔬菜有青菜、萝卜、冬瓜、番茄和洋葱等;油料有油菜、花生和芝麻等;轻工业原料有糖的原料甘蔗,著名饮料茶,纺织原料草棉,高级润滑油原料蓖麻,国防工业和交通原料橡胶,以及建筑和编织原料竹类;水果有西瓜、苹果和菠萝等;药物有黄连和薄荷等;建筑用材有樟树、毛白杨、白桦树等;许多被子植物还可供观赏。

  【猛犸的故事

  猛犸是地球上早已灭绝的哺乳动物,尽管它们生活的冰河时代距今已很久远,但科学家们对它那富有神秘色彩的生活习性仍怀有极大的兴趣。

  猛犸(又被称为古象)作为大象的祖先,它们的体形比象要大,嘴里伸出的獠牙比当代的象牙要长得多。因而,从外形上看,猛犸的确给人一种青面獠牙的凶猛感觉,而不像今天的大象那样温驯谦和。

  早在沙皇俄国的彼得大帝时代,著名科学家罗蒙诺索夫就悉心研究过猛犸。猛犸的尸骨残骸最早是在西伯利亚地区发现的。猛犸的身世来历在当时就众说纷纭。有人说,猛犸是由古代统帅汉尼拔用于征战的战象,远征中散落在欧洲大陆,其中一些流落到乌拉尔就冻死了。还有一种推测说是猛犸的尸体是由其生长地──亚洲中部和南部,沿着西伯利亚的河流漂流而至的。法国的杰出科学家居维叶于19世纪上半叶发表了科学的断言,猛犸的浑身长毛以及长鼻等生理特征足以表明,它们的原产地就是发现其尸骨和残骸的地方──西伯利亚地区。由于猛犸的骨骼和尸体的发掘地在北极圈外永久冻结的土壤层中,因此,尽管已经历了千百万年的历史变迁,但这天然的冰箱却使尸骨残骸保存完好。从1805年到1900年的近百年间,俄国彼得堡科学院共收到过30则关于发现猛犸的消息,但由于交通运输条件的限制,以及人们的考古科学意识淡薄,人类从未获得过完整的猛犸尸体。而当时发现的骨头、牙齿的数量是惊人的。据统计,第一次世界大战前的俄国雅库茨克城,平均每年出售14570千克猛犸骨,而要获得如此数量的骨头,大约要找到200头猛犸才行。以此推断,当时西伯利亚的猛犸数量十分可观。

  1901年,一位猎鹿人发现了一具完整的猛犸尸体,并设法成功地将这具尸体运抵彼得堡科学院。在发掘现场,人们发现猛犸是保持一种“坐姿”死在一个坚硬的大土块上,头骨有损伤,肌肉中有明显的充血现象,胃中尚有没消化的食物──树枝和青草,甚至嘴里还有一束没来得及咽下去的青草。科学家根据猛犸尸体的上述情况及现场环境,对这头猛犸的死因和自然入葬的情景作出合乎逻辑的推测:在远古时代的某一秋日里,一头猛犸漫步在别廖佐夫卡河的河岸边,不时用长鼻子将青草和树枝卷进嘴里,突然,河岸边的土层因河水的长期浸润,承受不了猛犸这庞然大物的体重而发生坍塌,这头猛犸束手无策地陷了下去,当它奋力挣扎总算支撑着站立起来的时候,又有大批沉重而坚硬的岩块砸在它的背上,就这样遭遇灭顶之灾,陷入深渊中,从肌肉充血的情况可以判断出它最终是窒息身亡的。

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