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有没有躲过地球五次大灭绝的生物?

清南听稿2016-09-12 10:25

有没有躲过地球五次大灭绝的生物?
文/老牛头
本文系作者授权“清南”发布
多图流量预警,深海恐惧症、节肢动物恐惧症患者慎点。
如果不是只看分类而考虑到生物进化的话,我们现今地球上每个生物的祖先都在诞下后代之前躲过了日常生活中的灾难,而一个物种则是通过无数代的个体生存下来,诞下后代,继承前辈的遗传物质来度过一次次大灭绝,在这个过程当中生物是不断进化的,一个进化枝上的生物变化是连续的,就算进化速率时快时慢,放大到很小的时间单位上(比如说年),那么亲代和子代就是一个物种。但是如果在这个枝上取两个点(相距百万年为单位),那几乎就是两种完全不同的物种。
当然有些物种比较bug,它们通过一些比较bug的技能度过了一次次大灭绝,进化上比较保守,几亿年以来几乎没有改变,也许其所生活的环境以及其所采取的生存策略正好避开了地球上几亿年间一次次自然选择的利刃……其实从这个角度考虑,这种生命才是最成功的。最后会列举一例。
但是,有些物种就没有那么幸运了,在大灭绝中,很多物种实际上是和它们的近亲以门类为单位灭绝的,而一个小小的物种努力生存下去,传宗接代,就算只有几个个体通过生命进化的瓶颈,能让遗传物质流传下去,那也是整个物种的胜利!乃至整个门类的胜利!
一想到这些不得不说这是一件很神奇的事情,所以一定要珍惜自己的生命,因为你身后有无数的祖先,因为它们或者他们在一次次灾难中努力活了下来,并找了配偶,成功诞下后代,才有了现在的你。
同时,下图的进化树也说明,地球上的所有生物都有共同的祖先。亲缘关系越近的两类生物它们的共同祖先所处的年代距离现在也越近,我们吃的食物都可以说是我们的远亲。无论时间还是空间,无限的远方,无数的生命,都与我有关。
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?该图详细大图见该网站(强烈推荐!):
Evogeneao: The Tree of Life
正文开始前先介绍地质年代与五次大灭绝的时间
国际年代地层表(v 2015/01),如果对正文所提及年代有不清楚的可以参考此表。有没有躲过地球五次大灭绝的生物?下载网址:
jpg版:http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2015-01Chinese.jpg
pdf版:http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2015-01Chinese.pdf
​百万年(Ma)是一种什么感觉呢,想想一元钱与一百万元钱的差距,人类历史5000年,想想5000元和一百万元的差距,所以百万年是十分长的时间单位,但是在地质历史中其实是基本年代单位。假如把一个百万年比作成一年,那地球差不多有4600年的历史。而生命也就是从540年前真正开始兴盛,比作中国历史也就是明朝时候的事情……人类作为物种的历史差不多也就几个月。
五次大灭绝简介:
有没有躲过地球五次大灭绝的生物? 所以说躲过五次大灭绝的生物应该是在4.4亿年前奥陶纪大灭绝之前就已经出现,形态上直到今天都变化不大。但这样并不能保证现存的这种生物就是地质历史时期的那种,文章最后会解释。
正文开始:
我们的祖先可能面对过的那些巨兽与灾难,向我们远古的先祖们致敬!:
也许它们曾在寒武纪的海洋里躲过奇虾的捕食。
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?红棕色的是奇虾,而当时包括人类在内的所有脊椎动物的祖先大概就是那个黄色的生物那么大。
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?你怕了吗……如果当时祖先有思想遇到奇虾时神经里一定是一万个懵逼……
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?也许会在奥陶纪以及志留纪成为板足鲎的美味……
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?但实际上那时的海洋霸主是头足类……(假象画)
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?头足类在捕食板足鲎……(估计这是尺寸比较小的板足鲎)
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?后来终于登上了陆地,可是面对的却是那些早已登陆的巨大的节肢动物……
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?二叠纪末来了一次惨绝球寰的大灭绝……但还是顽强的活了下来。
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?虽然说早在恐龙进化之前哺乳类就已经出现了,但是一直是处于被压制状态。
在中生代可能成功地无数次躲避了各种兽脚类的捕食与巨大的蜥脚类恐龙和也很大的鸟臀目的践踏…
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?还要面对一些可怕的巨大两栖类……连恐龙都吃,小型哺乳类更不在话下!
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?当然也有近亲比较猛可以反杀……比如强壮爬兽。有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?白垩纪末小行星撞击地球……凭借自己小巧的身材,钻洞的本领躲了过去……
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?进入新生代,哺乳动物与鸟类时代,貌似解放了,但是那些巨型鸟类以及食肉目亲戚仍然追逐着祖先们,因为,它们实在是太弱小了……
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?后来人类一次又一次地走出非洲,后走出去的人灭掉了之前走出去的人,也许在几十万年前他们就是一家人……而我们是最后一批走出非洲,也是最强大的人科物种的后裔。
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?又遭遇冰期,此时的祖先已经可以与剑齿虎,猛犸象相抗衡。
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?后来创造文明,经历一次次战争的洗礼,自然灾害,蔓延的瘟疫,各种饥荒,都是因为祖先活了下来,才能有现在的我们。
每一次灾难都是一个瓶颈,大多数生物都灭绝了,而只有一小部分生物生存了下来,种群内的每个个体都要接受自然的选择,现在地球上的生命都是这么过来的。
题主问的问题的实际回答:
其实题主的问题是,有没有一种生物,在奥陶纪之前就已经存在,然后活过一次次大灭绝直到现在,而在这个过程中该生物几乎没有改变,还是原来的配方,还是熟悉的味道。
这个问题不能解答,因为古生物几乎都是根据形态学来定义其生物属性,即使从化石记录上看到现在该生物外观上几乎没有变化,但是遗传物质也一定会改变,因为基因是有固定的突变速率的。虽然速率很低,但是从奥陶纪到现在也有接近5亿年,这么长的时间内很难保证现在的生物就是之前的生物。
如果不考虑遗传物质,只从形态上说,有一种生物其形态从奥陶纪末大灭绝之前到现在几乎没发生过变化,那肯定是舌形贝了。其实舌形贝也是有些不科学,因为其化石都是外部壳体,其内部结构很可能在漫长的地质历史中发生变化。所以这里所指的形态,是壳体形态。
这里的舌形贝是指Lingula,即舌形贝属。
舌形贝是一种腕足类,俗称海豆芽,现今仍生活在海边的泥滩里,靠底部肉茎固着在海底, 靠内部的腕足滤食海水中悬浮的、小的生物体或微粒状有机物,海水退潮时可在泥滩里挖到。
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?最早的舌形贝属化石发现于中寒武统徐庄组地层(509百万年左右)(袁金良 李 越,1999.安徽淮南老鹰山下 、中寒武统界线及三叶虫动物群),奥陶纪已经有大量的化石记录。
最早的舌形贝目化石大量出现于寒武纪第二统第三阶(521~514百万年)
澄江生物群中曾发现舌形贝目化石,4属4种。其中小舌形贝属化石和现今舌形贝属比较类似。
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?不过再怎么厉害还是逃不过人类的餐桌……
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?有没有躲过地球五次大灭绝的生物?不要怕,这伙计5亿年来再大的灾难都扛下来了,岂是我们只有几十万年历史的人类能消灭的
也许看到这里大家比较惊叹吧,不过今天百度的时候答主才知道,其实海豆芽是名不副实的“活化石”!
我之前说过,即使从很早的时期开始一直到现在壳体形态没有发生变化,内部软体结构和基因也很可能发生了变化,很不幸,舌形贝就是这样一种生物。
日本的冲绳科学技术研究院大学、名古屋大学和东京大学的科学家们于2015年首次破解了“活化石”海豆芽(Lingula anatina)的基因组。他们分析了海豆芽基因组的三万四千多个基因,发现海豆芽的基因组一直在积极的进化,并不能称为活化石。
关于海豆芽基因组测序的文章:
Luo, Y. -J. et al. The Lingula genome provides insights into brachiopod evolution and the origin of phosphate biomineralization. Nat. Commun. 6:8301 doi: 10.1038/ncomms9301 (2015).
如果“活化石”是的定义是:那些与其祖先(已经变成化石)非常相似的生物,而这种相似不仅表现在外观上,也体现在基因组水平上。那么海豆芽就不能称为活化石。
研究人员指出,现生海豆芽壳体与化石保存的海豆芽壳体的化学结构差异显著。
他们对海豆芽化石进行软组织分析,发现海豆软体芽形态其实也发生了改变。
基因组分析表明,海豆芽的基因组结构和基因家族也存在显著的变化。
这些证据说明海豆芽根本算不上是“活化石”。
但是如果放在属这个级别而不是单看Lingula anatina(鸭嘴舌形贝)这个现生种的话,舌形贝属应该还是可以作为活化石看待的,个人认为化石的差异有可能是从古到今同一舌形贝属内不同种类的差异,当然发现的化石也很有可能就是现生舌形贝的远祖。如果是看基因变化的话,那估计没有生物会是活化石了,其实看这个变化也要有个度,也不好掌握基因到底改变多少算是称为一个新物种,因为现在物种定义基本上还是靠形态学、解剖学以来分类的。
如果非要举一例形态上没怎么改变,基因上似乎改变也不大的生物的话,腔棘鱼似乎是一个很好的选择,它们的形态从4亿年前到现在几乎没什么变化,基因组变化的速度非常缓慢。不过该物种是从泥盆纪初就出现了,经历过4次大灭绝,也很厉害了!
关于腔棘鱼基因组测序的文章:
Amemiya, Chris T.; Alföldi, Jessica; Lee, Alison P.; Fan, Shaohua; Philippe, Hervé; MacCallum, Iain; Braasch, Ingo; Manousaki, Tereza; Schneider, Igor; et al. (18 April 2013). "The African coelacanth genome provides insights into tetrapod evolution" (PDF). Nature 496 (7445): 311–6.
所以,这样就可以解释为什么舌形贝存在这么久了。
尽管舌形贝外壳没有太大变化,其内部软体还是积极进化的,来适应环境的变化,所以它能在地球历史的大灾难中生存下去。而连续却貌似不变的壳体化石记录,让人们误以为它已经以这种形式存在了这么久,不过作为一个属的生物来讲,能存在这么久,活化石也应该是当之无愧的。
对评论区里提到生物进行讨论:
在讨论一个生物是否经历过5次大灭绝之前,要明白以下几点:
1.物种是在不断演化的,理论上不存在一个物种5亿年直到现在都不变化,基因不改变,不接受自然的选择。如果这么说,那么题主的答案无解。
2.但是如果把这个生物分类单位放大,放到科一级,属一级,那么光凭借形态学上的证据,以一个较小的生物分类单元(科,属)而活过五次生物大灭绝的生物是存在的,比如我提到的海豆芽。
3.不同生物之间分类单元的尺度不可比,比如哺乳纲包括所有的哺乳动物,昆虫纲包括所有的昆虫,哺乳纲两种生物之间的形态差异和昆虫纲两种生物之间的形态差异是无法比较的,所以下文我所提到的生物分类单元大家不要固定套用。但是对一个物种来说,分类单元越小,共同特征越多。
4.活化石不一定就躲过了五次大灭绝,很多评论问的生物都是我们所知的活化石,比如鲎、蟑螂、鹦鹉螺等等等等,其实要是用第1点严格来说不存在一种生物是活化石,我们所说的活化石应该是指化石记录中有和现生生物长得很像的生物,但是称为这个化石的生物和我们看到的现生生物之间几乎不可能是一个种,但很有可能亲缘关系比较近,其实可以这么理解,这个进化枝上的生物的外形进化比较保守,形态改变较小,但这并不意味着就不改变。
正题开始:
1.蓝藻
蓝藻是一种光合细菌,有很多很多种,共同组成一个蓝藻门,蓝藻的历史可以追溯到约28亿年首次前出现的叠层石,叠层石是蓝藻所建造的有机沉积结构,最老的叠层石存在于35亿年(有争议),没有争议的大概是27亿年。所以说如果蓝藻指拥有蓝藻门这个门类特征的生物的话至少有27亿年历史,比现在地球上所有生物所存在的时间都要长。如果特指蓝藻中的一种的话,这个就很难判断了。不过叠层石直到现在现在还有,比如澳大利亚西部的鲨鱼湾(shark bay)就有叠层石。叠层石在前寒武纪(5.41亿年之前)很繁盛,到了现在很少很少了,因为动物可以很快吃掉形成叠层石的藻席。
2.蟑螂
蟑螂属于一类昆虫,最早的昆虫记录是在泥盆纪,所以蟑螂再怎么说也赶不上第一次大灭绝了,最早的蜚蠊目的化石记录是320Ma,而作为我们所熟悉的小强组成的生物分类单元是蜚蠊科,蜚蠊科最早的化石记录是在白垩纪。
3.鹦鹉螺
如果是现生的鹦鹉螺,起化石记录可以追溯到约1百万年,如果说是现生的鹦鹉螺所处的科一级生物包括已绝灭的,其化石记录最早的记录是37到34个百万年,如过是属一级生物,其化石记录最早是晚三叠世早期,约250百万年。如果是目一级生物,其最早化石记录是早泥盆世,419.2-393.3百万年。
4.鲎
作为我们熟悉的鲎,其最小分类单元应该是鲎科生物,鲎科最早的化石记录是在志留纪,所以没经历过五次大灭绝经历了四次大灭绝也很厉害了!
5.肺鱼
大家说的现生肺鱼可归为肺鱼亚纲,肺鱼亚纲的最早化石记录在泥盆纪早期大约4亿年的时候,也是经历过4次大灭绝。
6.水熊
水熊其实是一个很大的分类单元缓步动物门中的生物的统称,缓步动物门最早的化石记录是在寒武纪,所以说水熊经历过五次大灭绝也勉强可以。
有些内容思考了一下觉得还是不准确,不详细,如内容有错误之处欢迎指正。
来源邀稿:老牛头(知乎)
有没有躲过地球五次大灭绝的生物?
https://www.zhihu.com/question/42145876/answer/93770519

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