地球演义第一百三十回千雕万琢

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  在沙滩上捡到的贝壳中,除了上回介绍的被捕食者钻出小圆孔的之外,还有一些表面凹凸,沟壑纵横,像是被仔细雕琢过。就像下面的:

被钻孔的海螺和贻贝。这种孔道明显不是玉螺一类的捕食者制造的。图片来源自网络。

  这些不规则的钻孔(boring)并非来自海水腐蚀,也不是捕食者所为;而是由一些附生在贝壳上的小生物制造。

  这些附生生物种类很多,包括:环节动物,海绵,苔藓虫,藤壶等等。它们大多数都不会侵袭贝壳里的动物软体,只是借住在贝壳上。这些小房客们分泌酸性物质,在贝壳表面刻蚀出孔道,藏身其中,把一枚方寸之间螺蚌壳建设成一个拥挤的微型生物社区。

  其中最常见的,是一些多毛纲环节动物,包括缨鳃虫科(Sabellidae),龙介科(Serpulidae),螺旋虫科(Spirorbidae)和海稚虫科(Spionidae)的种类,贝壳表面纵横曲折的坑道多半都是这些蠕虫的杰作。它们就在这里躲避敌害,过滤食物,繁衍生息。

一种海稚虫科的钻贝蠕虫Polydorarickettsi的头节(A),体节(B)和尾节(C)形态。图片来源自[1],标尺长度A,C:50μm;B:30μm。

Polydorarickettsi在贝壳表面钻出的孔道(A,D,E)和产在孔道里的卵囊(B)。图片来源自[1]。

  这些蠕虫虽然不会直接从寄居的贝类身上盗取营养,但它们的活动会对贝壳结构造成破坏,诱发病原体侵入;大量附着后贝壳损毁严重,更容易被捕食者击碎。研究者做过一个有趣的实验,他们选取厚壳玉黍螺(Littorinalittorea)对比发现,被蠕虫大量钻孔后,螺壳的抗压强度会下降三分之一左右,而它们的天敌——螃蟹,会优先捕食钻孔严重的个体,而这又会同时毁灭掉附生的蠕虫。蠕虫-玉黍螺-螃蟹三方,就处在一种动态的平衡中。

钻孔严重的厚壳玉黍螺(左图)和抗压强度测试装置(右图)。图片来源自[3]。

实验证明:被钻孔的厚壳玉黍螺贝壳变得脆弱(左图),也更容易成为螃蟹的猎物(右图)。图片来源自[2]。

  在自然选择的作用下,一点一滴的微小改变都会被积累,或淘汰。很难想象在漫长的地质岁月中,贝类-钻穴者-捕食者的组合会发生怎样的互动,三方各自又会产生怎样的演化。化石证据显示,从寒武纪生命大爆发后,在具有贝壳的动物出现不久,就有各种生物迫不及待地在上面打洞寄居。这些孔道的痕迹化石被称为Trypanites,在奥陶纪大辐射后大量出现。至于到底是什么动物留下了Trypanites,一直众说纷纭,也许是像今天的钻穴蠕虫一样的小动物,但它们柔软的身体没能留下任何痕迹。

加拿大安大略省出土的志留纪-泥盆纪Trypanites化石。被掩埋入地层后,矿物渗入贝壳上的钻孔,硬化成岩。而原本的贝壳逐渐分解消失,最后剩下的就是以钻孔为模具的小棍子一样的铸模化石。图片来源自[3]。

  腕足动物在泥盆纪迎来了第二波大繁盛,它们成功的关键之一,就是贝壳的材质由几丁质变为石灰质,大幅提高了强度,为柔软的身体提供了坚固的屏障。可是,许多动物利用石灰质怕酸的弱点,在贝壳上雕琢下自己的居所。当贝壳形成化石,上面斑驳的孔痕也被完整地保存了下来。

中泥盆世的腕足动物化石,上面有各种不同的钻孔痕迹,表明当时许多不同生物都采用了这种方式附生在贝壳上。图片来源自[4]。

  除了动物,一些单细胞藻类也演化出在碳酸钙基体上钻孔的能力。它们被称为钻孔藻(Boringalgae),生活在贝壳或者珊瑚骨骼的内部。和Trypanites相比,钻孔藻留下的孔洞直径要小得多,但也能在化石上找到它们的痕迹。由于藻类可以通过光合作用合成有机物质,它们很可能为贝壳上的小生态系统提供营养和氧气,顺便处理废物。

一种现代钻孔绿藻,在珊瑚石的内部钻孔生活。有报道称,它们会为珊瑚虫提供营养,一些海胆和隆头鱼会咬碎珊瑚石,吃掉里面的钻孔藻。图片来源自[5]。

奥陶纪的钻孔藻在腕足动物贝壳上留下的微孔化石(上图),也是微小的矿物晶体填充在孔道中形成的(下图)。图片来源自[6]。

  经过数亿年的演化,生存竞争的广度和烈度都已经到了匪夷所思的程度,各种生物的关系错综复杂,这在一枚小小的贝壳上,得到了最好的体现。

海稚虫科的蠕虫是贝壳凿孔的高手。它们会在孔道开口修筑虫管(tu),把两根触须(pa)伸出来捞取食物。它们大量附着的贝壳就是这个样子。图片来源自[7]。

地球名片

生物分类:动物界-环节动物门-多毛纲-海稚虫目-海稚虫科

存在时间:出现时间不明至现代

现存种类:约种

化石种类:不明

生活环境:海洋,少数淡水

代表特征:虫体较长,体节多,分区不明显。管居或钻孔生活

代表种类:海稚虫,才女虫

参考文献:

[1]M.E.DIEZ,V.I.RADASHEVSKY,J.M.ORENSANZ,etel.,Spionidpolychaetes(Annelida:Spionidae)boringintoshellsofmolluscsof



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