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“刚柔并济”的寒武纪小精灵

在当今的地球上,蔚蓝的大海中,生活着一群古灵精怪、绚丽多彩的水母状浮游动物——栉水母。它们体态轻盈、柔软无骨、肥美多汁,犹如浸泡在海水中的一只只诱人的果冻。现代栉水母分为2个纲,7个目,大约150个种,组成一个独特的动物门。虽然只是一个很小的门类,但它们在海洋中占据着重要的生态位。例如,北美的一种兜栉水母在20世纪80年代通过船舶压舱水入侵黑海后,大量繁殖,数量激增,疯狂吞噬了大量的浮游生物、鱼卵及鱼苗,对当地渔业造成了严重打击;随后又入侵地中海,改变了大面积海域的生态系统,并导致黑海及地中海的渔业经济走向崩溃。此外,栉水母是动物界的基干类群之一,它们被认为位于“动物谱系树”的“根部”(甚至可能比海绵还要原始),是破解真后生动物起源及其早期演化这一重大科学难题的关键环节。

动物王国的一朵“小奇葩”

栉水母的体长通常仅数厘米,或无色透明,或洁白如乳,或遍体通红;它们形态或如核桃(球栉水母目,俗称“海胡桃”或“海醋栗”),或如圆顶的帐篷(美光栉水母目),或如诡异的飞行器(兜栉水母目),或如长条的倭瓜(瓜栉水母目),或如飘带(带栉水母目,昵称“维纳斯腰带”,长可达1.5米)。还有的彻底放弃了浮游生活方式,改营底栖生活(扁栉水母目),如扁虫一般黏附在海星或海葵的体表,伸出两束丝状触手,远看如两股袅袅升起的青烟。

栉水母的运动方式非常“奇葩”——它们将体表的长纤毛融合组装成一个个梳状的“栉板”,数十到数百个栉板纵向排列形成一根“栉带”。每只栉水母体表都长有8根栉带,众多栉板(如船桨)的同步或后时性摆动可提供强劲的驱动力——想象一下赛龙舟的情景,奋力而整齐划动的一排船桨,驱动龙舟破浪前进。栉水母本身通常不发光(体内不含发光蛋白),但快速摆动的栉带产生的光衍射形成彩虹效应,使其体表闪烁出8道斑斓炫酷的幻彩,在漆黑的深海中尤其显得晶莹剔透、美轮美奂,常常使潜海者目瞪口呆、叹为观止。但栉水母终生缺乏欣賞美的眼睛,在漆黑的海洋中绽放的美丽,它们自己并不知道,更不会孤芳自赏。退潮时,有些来不及撤退的栉水母会搁浅在海滩上。因为它们身体透明,每天清晨到沙滩上锻炼的大爷大妈和玩耍的小孩子,即使把它们踩在脚下也浑然不觉。但是,只要你迎着晨光,谦卑地蹲下身来凝视海滩,就能发现它们呈球形微微凸起、如钻石般反射光芒的身影。

形态与栉水母最接近的是我们常见的水母(海蜇)。水母隶属于刺胞动物门,也是通体呈凝胶状,柔软脆弱,犹如漂浮在海水中的一只只降落伞。然而不同的是,水母通过喷水推进的方式进行运动,而栉水母通过划动栉板驱动。水母的体表(尤其触手部位)密布用于攻击或防御的刺细胞,当猎物或天敌靠近时,它们将饱含神经毒素的“飞镖”(剧毒的刺丝)以极高的加速度(可高达4万个重力加速度)投射到对方身上,使其麻痹瘫痪,甚至死亡。其中毒性最强的是立方水母——它们是一群长有24只邪恶眼睛、俗称“海黄蜂”的“海洋恶棍”,每年都有一些游泳的人遭其毒手。相比起来,大部分栉水母则显得温文尔雅得多——它们像一个个优哉游哉的垂钓者,或一艘艘拖网的渔船,在大海里伸出长长的、具分支的触手,触手及分支的表面密布能分泌黏液的黏细胞(注意:不是刺细胞)。当然,你也可以把它们想象成一只只张开黏性大网、运筹帷幄的大蜘蛛。当捕获到较多猎物(通常有甲壳类或鱼类的幼体)时,它们就开始收网、摄食。至于那些没有触手的栉水母(瓜栉水母目),则显得贪婪而残暴——它们不屑于垂钓生活,而是开启吞噬模式,像蟒蛇一般囫囵吞枣、饥不择食地吃下其他小动物,甚至喜欢残忍地吞噬它们的同类。瓜栉水母的口内甚至演化出由粗大的纤毛融合而成的“牙齿”,用于撕咬、咀嚼猎物,边吃还边吧唧嘴,吃完了把渣滓从嘴里吐出或者从脑袋顶部的一对肛门排出,真是动物界中的一朵奇葩。

栉水母具有动物界最原始的“大脑”——顶感觉器(或称平衡囊),其顶部笼罩着一个由无数细小的纤毛编织而成的透明穹窿,底部等距离分布着4根由无数根长纤毛融合而成的平衡棒,平衡棒上坐落着一个椭球形的平衡石。平衡石主要由碳酸钙镁构成,当然也混杂有大量分泌这些矿物质的石细胞。当平衡棒感知到平衡石的重力变化时,通过4条纤毛沟向外传递神经脉冲。纤毛沟通过顶穹基部的4个小孔与体表的8列栉带相连,从而调控不同栉带上栉板的拍动速率及方向,由此可调整身体在运动中的平衡和定向。美国佛罗里达大学研究发现,栉水母“大脑”的再生能力非常强。例如一种兜栉水母,能在短短3天内重新长出一个“大脑”,不愧是杀不死的“小强”;此外,它们居然另辟蹊径、独立演化出发育调控基因及化学信号传递均不同于任何其他动物类群的另一套神经系统。因此,我们有理由认为,栉水母是动物界当之无愧的“怪咖”,甚至可以说,它们是“隐藏在我们后院的外星人”!

沧海遗珠,奉为至宝

在寒武纪底部地层中,已经零星出现了确凿的水母化石。到了寒武纪晚期,水母更是大量繁盛——古生物学家曾发现大量水母搁浅在威斯康星州当时的古海滩上,形成一个个印痕化石。然而,栉水母留下的化石记录却寥若晨星,少之又少。最早在德国泥盆纪洪斯吕克板岩报道了2种黄铁矿化的栉水母化石,但后来遭到强烈质疑。后来,人们仅在中寒武世的加拿大布尔吉斯页岩动物群中发现过3种较确凿的栉水母化石。那么,地质历史时期还能不能留下更古老的栉水母化石记录呢?

最近,中国地质大学和西北大学研究人员在华南早寒武世澄江化石库中发现了一系列异常珍贵的栉水母化石标本,隶属于4个新属种:辐翼宝石栉水母、剑形奇妙栉水母、半球头盔栉水母、娇小顶囊栉水母。此外,研究者还进一步论证了澄江化石库中长期存疑的其他3种栉水母:八列帽天栉水母、刺三角虫、枝状棘丛虫。原来,5.2亿年前,种类繁多的栉水母曾经畅游在中国云南的一片温暖浅海中。这些化石标本保存精美,体形奇特,揭露了该门类在寒武纪早期一段不为人知的隐秘演化历史。

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