2015年7月13日 星期一

三葉蟲滅絕之謎

三葉蟲。圖片來源:wiki

化石證據顯示,三葉蟲(trilobites)在寒武紀(Cambrian)初期出現,牠們的多樣性在寒武紀末期到達最高峰,在奧陶紀(Ordovician )開始下降,到二疊紀(Permian)末尾時絕種。有些人認為三葉蟲絕種與脊椎動物有關,但是雖然魚(最原始的脊椎動物)也在那時候出現,但是最早的魚數量少又沒有顎,頂多就是在海底啃泥巴混日子,沒有被三葉蟲吃掉就要偷笑,哪有可能把三葉蟲吃到絕種呢?所以,究竟三葉蟲是怎麼絕種的呢?

原來,身為節肢動物的三葉蟲就像昆蟲一樣,也要定期蛻殼;但是三葉蟲蛻殼有兩個大麻煩。第一,現在的昆蟲蛻殼之前,會把舊的殼裡面的成分盡量回收;但是三葉蟲似乎還沒有獲取這個技能。也就是說,每次蛻殼,可憐的三葉蟲都要長一副全新的殼。長新殼蛻舊殼本來就是危險的事,但重新長「一整副」新的殼,把這整件事的危險性提高了許多倍。現在的昆蟲大概要花個一兩天完成蛻殼,三葉蟲可能要花一星期甚至更久才能完成這件事。脫殼的節肢動物是其他動物的最愛,相信辛苦剝過蝦殼、蟹殼的人都可以理解這一點。現在的節肢動物在蛻殼時多半都不吃不喝,找個隱蔽的地方把整件事完工了再重出江湖;但如果蛻殼要搞個一星期或更久,就不可能不吃不喝了。但是,在這個節骨眼冒險出去打獵,很可能會變成其他動物的獵物。

第二個麻煩是,現在的昆蟲背上都有一條稱為ecdysal suture的線,在蛻殼時會從這條線裂開,披著新殼的昆蟲就從這裡爬出來(撿過蟬蛻的人應該都知道我在說什麼)。但是三葉蟲顯然缺乏這條線。化石資料中可以看到蛻殼的三葉蟲,舊殼裂開的部位是一團亂,甚至有些因為無法完全裂開,導致三葉蟲爬不出來就直接死在裡面的也有。化石證據中也同時看到,體節比較少的三葉蟲,成功蛻殼的機率也比同類高很多;這也解釋了為何到了昆蟲、蜘蛛的身上,體節的數目大大減少。體節越少,蛻殼的麻煩就越少。

本來這些缺點在寒武紀早期應該不算什麼問題,畢竟那時競爭者不多;但是等到其他的動物出現得愈來愈多,這兩個缺點(尤其是第一個)就很致命了。

參考文獻:

Scott Richard Shaw. Planet of the Bugs. The University of Chicago Press.

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