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第59章 富氧时代的石炭纪巨虫

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石炭纪气候温暖、潮湿,生长着大片热带雨林和沼泽地,当时大气含氧量达到了巅峰的35%(今天是21%),非常适合节肢动物繁衍生息,因而孕育了一大批巨虫。到石炭纪晚期,类似的巨型虫族达到全盛,这是节肢动物迄今唯一一次称霸陆地和天空。

节肢动物是动物界的登陆先锋,它们早在奥陶纪晚期就开始了从海洋向陆地的迁移。与其他门类相比,节肢动物的基本结构非常适合登陆,它们坚硬的外骨骼能防止水分散失,强壮的腿使它们能支撑起自身体重并四处移动、跨越障碍物。到石炭纪,节肢动物的四大类群昆虫、蛛形类、多足类和甲壳类,前三个都完成了登陆之旅,并发展出了很多大型化种群。

海洋节肢动物本来是用鳃呼吸的,昆虫登陆以后就形成了一种独特的呼吸方式,它们绕过了自身循环系统,在坚硬的外骨骼表面形成了一系列微小气管,把氧气直接注入组织。

在这种扩散型的呼吸方式下,大气含氧量直接决定了昆虫组织能获取多少氧气。石炭纪时期陆地植物广泛蔓延,大气氧含量急剧升高,昆虫就在氧气过剩的环境中得到了惊人的生长。

还有一种解释是,体型大有助于节肢动物抵挡住捕食者的袭击。在石炭纪以及之前相当长一段时期里,地球上没有真正意义的食草动物,只有活跃的捕食者和以植物碎屑、动物尸体为食的清道夫。体型大的虫子才能保护自己免遭捕食,并幸存到生殖成熟期,然后把体型大的基因遗传给下一代。经过千百万年的自然选择,地球上生活的各种节肢动物就都异乎寻常的大,直到其体型所能达到的极限。

多足类在奥陶纪晚期就登上了陆地,是最早登陆的动物,这一类群的现存成员包括蜈蚣和马陆。巨型蜈蚣是一属叫节胸的动物,他们在志留纪和石炭纪非常繁盛,广泛分布于今天的欧洲、北美和澳大利亚。

节胸属于多足亚目的倍足纲,而蜈蚣属于唇足纲,它们都不是一个纲的,亲缘关系很远,因此节胸不是什么巨型蜈蚣,倒是和马陆是一个大类的。

节胸的身体是一节一节的,有30个节,每节有两块侧板和一块中心板覆盖。这个属有很多种类,小的只有几厘米,大的可达两米。在新墨西哥发现的巨型节胸足迹化石,类似两条平行的轮胎痕迹,这些痕迹显示这种节胸至少有半米宽、2.4米长,是有史以来最大的陆地节肢动物,放在任何时代都是一种千足虫怪物。

从化石来看,巨型节胸没有强化的口器,肠道内容物和粪便化石也都是些石松碎屑和蕨类孢子,说明这种怪物是以植物碎屑为食的。昆虫登陆可以追溯至约泥盆纪早期,最早是衣鱼这类无翼昆虫。石炭纪已经出现的有翼昆虫只有蜻蜓、蜉蝣和蟑螂少数几个大类。

巨脉蜻蜓又名大尾蜻蜓或巨尾蜻蜓,在外貌上与现代的蜻蜓接近。但他并非现代蜻蜓的祖先。巨脉蜻蜓翼展可达75厘米,而现代蜻蜓中体型最小的侏红蜻,翼展只有3厘米左右。巨脉蜻蜓是已知地球上曾出现过的最大的昆虫物种,以其他昆虫及细小的两栖动物为食物,成为最早的飞行霸王,扮演着类似于今天老鹰的角色。

巨脉蜻蜓不仅是地球史上最大的飞行昆虫,也是最早飞上天空的动物之一。根据已知化石,最早长出翅膀的昆虫属于“原直翅目”,模样类似螽斯,又过2000万年就出现了巨脉蜻蜓等“古蜻蜓目”的成员。尽管巨脉蜻蜓这一支在石炭纪末期灭绝,并不是今天蜻蜓的直系祖先,但比起后来的蜜蜂、蝴蝶、甲虫,以及翼龙、鸟类、蝙蝠……巨脉蜻蜓可谓是飞行界的卓越先驱。

蛛形目的蝎子和蜘蛛也在泥盆纪登陆,同时在海里横行的是它们的远亲--海蝎(即板足鲎,已灭绝),最大的海蝎--莱茵耶克尔鲎,全长有2.5米,是有史以来最大的节肢动物。

石炭纪时期生活在陆地上的真正蝎子也是巨大的,其中最大的一种叫肺蝎,全长可达70厘米。肺蝎是可怕的杀手,主要捕捉其他节肢动物作为食物,它的尾刺已经足以放倒一些小型四足动物了。

石炭纪的巨型节肢动物高度依赖于当时优越的环境,一旦环境改变,它们就会遭到灭顶之灾。距今3亿年前的石炭纪末期,地球进入一个短暂而激烈的冰河时代,海平面下降了100米,冰川覆盖了冈瓦纳大陆南部,气候由温暖、潮湿向凉爽、干燥转变。

在之后的二叠纪,随着盘古超大陆的逐渐形成,内陆地区越来越干旱,原始的石松森林萎缩成孤立的斑块,局限于滨水地区,并且相隔越来越远,大片土地荒漠化。这就是石炭纪末雨林崩溃事件,大气含氧量从35%急剧下降到15%。节胸、巨脉蜻蜓等巨虫因此走向了灭绝。

雨林崩溃事件发生之后几千万年,节肢动物得到了恢复和发展,原始的蝉、蝗虫和甲壳虫等相继出现,但它们再也无法进化出石炭纪时期那么大的尺寸了。

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