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三叶虫的缓慢稳定生长

什么是三叶虫?它们的化石揭示了古代三叶虫的生长速度是怎样的?了解它们如何与当今缓慢生长的甲壳类动物相比较。

作者:Sam Walters
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来源:Abrilla/Shutterstock

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动物的大小决定了它的生活方式和与世界互动的方式,影响其寿命、运动能力和对周围环境的适应能力。

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尽管研究古代物种的生长很困难,因为生物学家无法直接观察这个过程,但生物学家认为,研究化石生物的大小可以阐明关于早期动物的生活和进化方面的重要问题。以下是三叶虫的种类、它们的栖息地以及科学家们对其独特生长速度的看法。

三叶虫简介:什么是三叶虫?

三叶虫,或称古代海洋生物,通常被称为三叶虫,它们在数百万年前的海洋中游动,在海底爬行,仿佛是过去的异域生命的见证。Paleobiology 的研究表明,这些奇特的动物实际上以一种熟悉的节奏生活,生长速度非常缓慢,类似于现代海洋甲壳类动物。

三叶虫生活在哪里?

三叶虫生活在各种海洋环境中。它们在海里和海洋里繁衍生息,栖息在浅海到深水区。有些三叶虫是底栖的,生活在海底,而有些则是浮游的,在开阔水域中游动。它们遍布全球的化石表明了它们对多种海洋栖息地的适应能力。

三叶虫是无脊椎动物吗?

是的,三叶虫是无脊椎动物。作为节肢动物,它们属于一个包含当今昆虫、蛛形纲动物和甲壳类动物的类群。三叶虫拥有外骨骼、分节身体和多个附肢,这些都是无脊椎动物的典型特征,但它们没有脊柱。


阅读更多:世界上最古老的化石是什么?


三叶虫何时首次出现?

三叶虫首次出现在寒武纪,始于大约 5.21 亿年前。这个时代标志着地球历史上的一个重要事件,即寒武纪大爆发,这是一个海洋生命形式快速多样化的时期。三叶虫在此期间成为主要的海洋生物之一,展现出大小、形状和结构方面的显著多样性。

三叶虫化石有多古老?

尽管研究古代物种存在困难,但一对研究人员最近发现,4.5 亿年前的三叶虫物种Triarthrus eatoni 用了 10 年时间才长到大约四厘米长,其生长速度和年龄与许多现代海洋甲壳类物种相似。


阅读更多:进化万花筒:色彩斑斓的寒武纪大爆发


三叶虫何时灭绝?

三叶虫的生存期长达约 2.7 亿年。三叶虫在大约 2.52 亿年前的二叠纪末大灭绝期间灭绝,当时地球上近 90% 的生命都被消灭了。三叶虫灭绝

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三叶虫为何灭绝?

三叶虫的灭绝可归因于一系列剧烈的环境变化,包括气候变化、海洋酸化、氧气水平降低和栖息地破坏。

气候变化

全球显著变暖,部分原因是大规模火山喷发,例如在西伯利亚暗色岩的喷发。这些喷发释放了大量的温室气体,导致气候变暖。

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海洋酸化

二氧化碳水平升高导致海洋变得更加酸性。这种海洋化学的变化对许多海洋生物,特别是那些拥有钙质外壳或外骨骼的生物,例如三叶虫,都产生了不利影响。

氧气水平降低

温暖且更酸性的海洋可能经历了氧气水平降低(缺氧),使得许多海洋物种难以生存。

栖息地破坏

气候和地球化学的变化将极大地改变海洋栖息地,影响三叶虫和其他海洋生物赖以生存的食物链和生态位。


阅读更多:解释二叠纪末期大规模灭绝

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三叶虫如何生长?

Daniel Pauly,该研究的作者之一,也是不列颠哥伦比亚大学的生物学家,在一份新闻稿中说:“T. eatoni 生活在低氧环境中,与暴露在缺氧 [低氧] 条件下的现存甲壳类动物类似,其生长缓慢。”

“低氧环境使得水生生物更难生长,并增加了通过鳃呼吸的困难,鳃作为二维表面,无法跟上其三维身体的生长。因此,在缺氧条件下,它们必须保持较小的体型,才能维持其身体的其他功能。”

三叶虫与现代海洋生物的比较

这些发现表明,至少在小型海洋生物的缓慢成熟方面,古代世界与今天并非如此不同。这些发现也代表了对三叶虫和其他化石物种生活研究的重大进展。

另一位研究作者,乌普萨拉大学的古生物学家 James Holmes 在一份新闻稿中说:“这些发现通过已知能够准确描述可比活体物种生长的方法,首次对早期动物的绝对生长进行了合理的估计。它们向我们展示了,近半个世纪前,像三叶虫这样的海洋节肢动物的生长与当今海洋中的甲壳类动物等现代例子相似。”

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三叶虫化石揭示生长速度

研究人员使用了来自纽约州收集的 295 个三叶虫化石的信息。利用这些信息,他们完成了长度频率分析,这是一种最初为估算缺乏可见年龄指标的活海生物生长速率而开发的方法。

然后,研究人员将他们对T. eatoni 生长速度的估计与现代甲壳类动物的相应信息进行了比较。比较显示出相对相似的生长速率。

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研究人员在他们的论文中总结道:“这些一致性令人鼓舞,并表明这里提出的方法可以有效地应用于其他物种。”


阅读更多:这一证据颠覆了关于第一种登陆动物的理论


本文最初于 2022 年 7 月 25 日发布,后来由 Discover 工作人员更新。

  • Sam Walters

    Sam Walters 是《发现》杂志的副编辑,负责撰写和编辑关于考古学、古生物学、生态学和进化论等主题的文章,并管理几个印刷杂志版块。

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