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有脊索转变的一种过渡型动物,这类动物全部是海生,现在还活着的动物代
表有柱头虫,化石代表有笔石。
笔石是已经绝灭了的群体海生动物,由于它的化石印迹像描绘在岩石层
面上的象形文字,故称此名。笔石化石全世界各洲均有发现,其地史分布自
中寒武世至早石炭世,其中的正笔石在奥陶纪、志留纪达到极盛,且演化迅
速,分布地广,绝灭也快,成为这种两个纪的标准化石之一,其种属可在世
界范围内作地层对比工作。笔石群体的外形粗看起来像松折枝的化石,即使
是专家,稍不留神也会认为是苔藓动物。确认笔石是半索动物,也还是近几
十年才明确的。
尾索亚门 幼体呈蝌蚪状,尾部有脊索,但成年后尾巴消失,钻进沙土
里底栖生活,属海生单体。这亚门的动物比半索动物在脊索的长度上进化了
一些,推测它是由半索动物的祖先分化出来的,可它的倒退比半索动物还大,
已不会游泳,不能主动地觅食,只有斜插在沙滩中,等食物自动送上门来,
海边渔民和海滨游泳池出售的海鞘,就是尾索动物的代表。
头索亚门 身体似鱼但无真正的头,终身都有一条纵贯全身的脊索,背
侧有神经管,咽部具许多条鳃裂。比起半索、尾索动物来头索动物要算相当
进步的了,它的代表动物是文昌鱼。说起文昌鱼来很有意思,它全身无骨,
体长 2~5 厘米,生活在浅海地区,因最初是在我国海南省文昌县的沿海一带
发现的,故称此名。而文昌鱼数量最多的地方是在福建省沿海一带,渔民们
经常捕食,其捕捉的方法也很特别,根据它遇惊而喜钻沙的特点,先趟水走
几次,然后把沙子挖起堆成堆,再盛一桶(盆)海水,用瓢舀起一瓢沙,在
桶中慢慢澄,沙落鱼出,多的时候,一瓢中能澄出半瓢鱼来。拿回家里用鸡
蛋裹上下油锅一炸,其味鲜美无比,又无骨刺鲠喉,常是渔家用来招待客人
的佳肴。可惜现在已不多见了,随着沿海工业的发展,近海污染严重,文昌
鱼也几不见踪迹了。
半索、尾索和头索动物,尽管都算脊索动物门,但都是低级的,连头都
没有,故统统称为原索动物或称为无头类,它们也是动物进化中的侧支,真
正代表进化方向的还是脊椎动物亚门。
活化石——矛尾鱼的发现
大家已经知道两栖类是由总鳍鱼目上陆进化而来的。总鳍鱼目下分两个
亚目,骨鳞鱼亚目是上陆了,可另一种(空棘鱼亚目)却离不得水,始终没
有上陆,矛尾鱼就是这个亚目的代表。以前发现的矛尾鱼是生活在泥盆纪时
期的化石,从地层的沉积环境上看是生活在淡水中的,后来在三迭纪地层中
发现了它的化石,这时的沉积环境已是半咸水或海水了,表明它从湖泊中游
到了河口处,而且仍在往海里迁移;再后来,中生代海相地层中就没再发现
它的化石,专家们断定它已经绝灭了。
可是 1938 年 12 月 22 日,在非洲东海岸,靠近一条小河河口的海中,当
地渔民钓上来一条活的矛尾鱼,这条鱼一下子轰动了整个学术界,古生物学
家和鱼类学家纷纷前去观看。可惜这条鱼出水仅活了 3 个小时,而且防腐不
好已经烂掉了,仅剩下一张鱼皮。为了找到新的、更好的矛尾鱼,专家们在
当地大搞宣传活动,画着矛尾鱼的招贴画送到了每条渔船上,以便引起渔民
们的注意。可是,这种鱼再也没发现。不过苍天终不负有心人,相隔 14 年以
后,1952 年 12 月 20 日夜,终于在马达加斯加岛西北方向的海面上又捕到第
二条矛尾鱼。从捕获的情况来推测,矛尾鱼是生活在 200~400 米的深水里,
体长介于 1.2~1.8 米,体重 30~80 公斤,它体形圆厚,腹部宽大,口中长
着尖锐的牙齿,在解剖它的肠胃时发现有鱼的残骸,证明它是肉食性的鱼类,
由于深水中比陆地上的压力大得多,它们出水后因不适应突然减压而很快的
死亡。但是从形态上看,化石中的古老种类和现今生存的种类差别不大,只
是今天的矛尾鱼体形大,胸鳍更大些,内鼻孔没有了,气鳔只留下一点点痕
迹,而早期空棘鱼类的气鳔因向肺演化曾是很大的,推测是因为后来长久地
适应深海环境,压力大的结果,内鼻孔消失,鳔也逐渐变小了。
矛尾鱼的发现对我们究竟有什么启示呢?大家可以想想,一件化石和一
个实体摆在我们面前哪一个更形象、更直观、更给人印象深刻呢?当然是后
者。总鳍鱼的鳍中有中轴骨骼,末梢各小骨都依靠着中轴骨和身体互相连接,
而现代鱼类鳍骨都与身体直接相接。总鳍鱼鳍内骨骼的排列方式和原始四足
动物(原始两栖类)的四肢骨有些相似。因而人们推想:四足动物的四肢是
总鳍鱼类的胸鳍、腹鳍演化而来的。在水底它可以用这种鳍支持自己的身体,
若调整到合适的方位,还可以用这种鳍勉强地爬行几步。不过化石所提供的
情况还不足以充分证实人们的推想。矛尾鱼的发现不但可以了解它各部分结
构的功能,更可以在它们活着的时候来观察它们活动的情况,有人在观察第
八条矛尾鱼时,证明了它们的胸鳍几乎能作各个方向的转动和安置姿式,这
也就更有力地支持了鳍演化成四肢的推测是正确的。
有的鱼要离开水
俗话说:“鱼儿离不开水,花儿离不开阳”,这是一般规律,但如果没
有少数“异想天开”的鱼想离开水并成功地离开了水的话,那这个世界就永
远只是鱼的世界了。
但是鱼要离开水必须要具备条件,即外界的生活环境和内部身体结构。
在石炭纪时期陆地上植被茂盛,低地、沼泽中生长着大量的蕨类植物,其中
树蕨径干可达半米,高有 15~25 米,形成了全球性的第一个造煤时代。植物
的大量生长,改变了陆地原始荒凉的面貌,在湖边河岸形成了气候潮湿带,
同时稠密的树叶遮挡了阳光,减少了土壤中水分的蒸发,也为两栖类登陆后
避免阳光直接照射提供了保护,还为它们准备了“粮食”。
从身体结构上看,要想登陆就必须解决两个关键问题,那就是呼吸和支
撑。总鳍鱼类已进化出了一对内鼻孔,这就是由外鼻孔通往口腔的开口,表
明鼻孔与大腔已经串通好了。以后的陆生动物口上面都有这对内鼻孔,空气
由外鼻孔进去,经过嗅囊和内鼻孔进入口腔,再由气管进入肺部。内鼻孔的
存在说明总鳍鱼已有“肺”的构造,“肺”是由鱼鳔演化来的,在鱼类鳔只
起平衡作用,而在进步的鱼类中它有了新的用场。但是肺的进化相对比其他
各部位慢。当两栖类已经出现在水陆之间时,它的肺仍不能独立承担呼吸的
重任,在幼年时水中呼吸时仍用鳃,成年后皮肤也帮助它呼吸。
总鳍鱼的胸鳍、腹鳍有很厚的皮肉,好像一个短柄的船桨,鳍中有一块
中轴骨骼,其余的小骨都依靠中轴骨与身体相连,这样鳍在转动时就能够改
变方向,起到支撑身体并爬行的作用。由于需要经常运用,鳍这附肢便进化
得最快,在身体其他部分还很原始的情况下,就能将身体支撑起来,离开水
上岸活动了。
以上讲述了鱼能够上岸和陆上物质基础这两方面的条件,可什么原因使
总鳍鱼上岸呢,难道真是它“异想天开”了?当然不是,上岸是外界环境造
成的,也可以说是被逼迫的。上篇文章我们曾提到鳞亚目是两栖类的祖先,
它们生活在淡水中,也就是河湖中。地质历史上河流、湖泊总是在变化的,
例如河流改道,故道就形成了湖;河流除了向湖内注水外还注入泥沙,最终
将湖填满形成沼泽;湖边的蕨类植物质地疏松,死亡后往往会倒进湖泊腐烂,
使水浊化,氧气不足。在这些不利因素下,骨鳞鱼为生存就需要把头探出水
面,利用简单的肺呼吸新鲜空气,当湖泊成为沼泽无法栖身时,需要靠鳍的
支撑爬行到另外的水塘中去,在水中食物缺乏时也要靠鳍爬上岸吃一些植物
以活下去。由于不停地进行这种锻炼,终于发展成为能够自由上岸活动的动
物,身体结构也发生了很大的变化。早期的两栖类体表原来的鳞片演化成骨
甲或坚硬的皮膜,除防止水份过分蒸发外,还防止了身体在爬行过程中被碎
石或树枝划破,以后进化的动物也都继承了这种保护性皮肤,并有了各种发
展,如爬行类的鳞片和骨板,鸟类的羽毛,哺乳类的皮毛等。
两栖类虽然优于鱼类,但它还保留有很多的原始性,首先产卵仍然要在
水中孵化,幼体出生后也要在水中生活一段时间,即便是成体也不能长期待
在干燥无水的地方,不时地需要进水中湿润皮肤,而皮肤也只有在水中才能
起呼吸作用,因此它们并不能算是真正的陆生动物,而是陆生与水生动物之
间的过渡类型。
这类动物除我们现在所见到的青蛙、娃娃鱼外,其化石代表有虾蟆螈,
从头到尾长 3~4 米,仅头骨就长 1.2 米,蚓螈长 1.5 米。它们主要繁盛在二
迭纪和三迭纪,那时爬行类已开始出现,但还未在数量上占据优势。因此古
生代末至中生代初这段时间乃是两栖类的天下。但好景不长,三迭纪时期爬
行类比它们更适应陆地的优势渐渐表现了出来,并在三迭纪末期取代了它
们。两栖类在地史中仅繁盛了 8500 万年就退下了舞台,比鱼类要短得多。但
它们的祖先,那些想上岸的鱼却终于实现了自己的愿望,并由此进化出了其
统治中生代长达 1.7 亿年之久的爬行动物。
黄粱一梦——鳄鱼的回忆
暮春四月的一天上午,动物园的一条鳄鱼刚刚饱餐了一顿便爬到外面
去。外面阳光明媚,照在身上暖融融的,它舒服地