何衛(wèi)紅 張克信 陳晶
作者單位:中國地質(zhì)大學(武漢)
一提到冰河世紀,大家很快會想到體型龐大的長毛象以及玲瓏可愛的小松鼠。是的,地球生命中的每一特殊時期,都會有特殊的主宰者。
4.4億年前,地球同樣經(jīng)歷了冰天雪地、白雪皚皚的“冰河世紀”。當時,許多板塊向南半球漂移,并聚集在高緯度地區(qū),形成岡瓦納大陸;加上地球氣候正處于極端寒冷期,冰川幾乎覆蓋整個岡瓦納大陸,海洋表面冰山成群,低緯度地區(qū)(如中國南方)也受到了極端寒冷氣候的嚴重影響。
雖然如此,生命依舊頑強。赫南特貝就是4.4億年前“冰河世紀”的見證者。
赫南特貝生態(tài)復原(楊廷祿繪)
王家灣金釘子剖面的赫南特貝(Hirnantia)
腕足類的基本結(jié)構(gòu)
赫南特貝屬于腕足動物門,是一種海洋無脊椎動物,系海豆芽的遠親,生活于4.4億年的淺海海底。赫南特貝的形態(tài)和我們常吃的海鮮扇貝有些類似,具有2個硬殼,柔軟的身體被包裹在堅硬的腹殼和背殼之間。
這個問題要追索到4.5億年冰河世紀來臨之前。那時,全球氣候比較溫暖,海底缺氧。盡管如此,生命不息,有些生物生活方式特殊,適合于在極端環(huán)境生活。比如現(xiàn)代深海熱泉附近一般是高溫、高壓、黑暗、缺氧環(huán)境,在這種環(huán)境中仍然生活著大量嗜熱微生物和蝦類等。與之類似,在4.5億年前的溫暖、缺氧淺海就生活著一群浮游動物,比如半索動物筆石(是現(xiàn)代海洋動物柱頭蟲或桿壁蟲的遠親)和原生動物放射蟲。這些動物在海洋表面或者一定深度的水域中生活,它們具有很好的浮游能力,能避開海底的缺氧環(huán)境。
然而,大自然經(jīng)常毫不留情地捉弄生靈。瞬息萬變,地球溫度陡然下降,以北非(當時不在現(xiàn)代的地球位置上)為中心的南極冰蓋逐漸形成并向四周擴展。從陽光和煦到冰天雪地,原先適合于溫暖海域生活的那群浮游動物遭受滅頂之災,為后生者留下了寶貴的生態(tài)空間,身披硬殼的赫南特貝在嚴寒的冰海誕生。赫南特貝能戰(zhàn)勝寒冷,并迅速占領岡瓦納大陸周邊淺海,甚至向低緯度地區(qū)擴散,以致于在地球歷史上,赫南特貝成為分布最廣的腕足動物明星。赫南特貝的這種擴散能力與其生理功能可能有密切聯(lián)系,比如生育能力旺盛、浮游生活的幼蟲具有強大的擴散能力、具有耐低溫的軟體特征等等。另外,由于氣候寒冷,冷水洋流攜帶著豐富的氧氣從南極向低緯度地區(qū)運動,使海洋充氧,赫南特貝貪婪地吮吸著氧氣和細小沉積物。再者,因為冰川大規(guī)模形成,平均海平面下降100米左右,適宜于腕足類棲息的淺海陸架廣泛分布,赫南特貝充分利用這些風水寶地,快速繁衍生息,成為4.4億年之前“冰河世紀”的主宰者,在地質(zhì)記錄中形成介殼堆積。
經(jīng)歷了2百萬年的“冰河世紀”,地球又一次迎來了“春暖花開”。冰川融化,海平面快速上升,海洋底部再次缺氧。俗話說得好,江山代有才人出,各領風騷數(shù)百年。經(jīng)歷了2百萬年的欣欣向榮之后,因為海平面上升、海底缺氧,赫南特貝難以忍受缺氧和棲息地銳減的煎熬,最終徹底退出歷史舞臺而滅絕。