生物演化与人类未来
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五、非常有趣的头足动物化石

乌贼(又称墨鱼)是大家比较熟悉的海洋动物。你不仅见过它的容貌,还可能吃过它的肉呢!你知道为什么称它为头足动物吗?因为它的运动器官兼施放墨汁的漏斗是长在头部附近的。

在古生代和中生代的海洋里,也生活着许多属于头足类的软体动物(图1-12,图1-13)。它们具有外壳,有的像牛角,有的像菊花,十分有趣。由这些外壳形成的化石,被古生物学家称作角石和菊石。

图1-12 一个躺在奥陶纪海底的直角石

图1-13 生活在海底的弯卷角石

就像现代的牛角有各种不同的形状一样,角石的形态也是多种多样的(图1-14),有直形的、弓形的、环形的,还有旋卷形的。角石是由许多壳室前后相继串联构成的(图1-14),壳室之间有体管相通连。当动物活着时,它的身体只住在最前面一个开敞的壳室(住室)内,而后面的那些壳室都是空着的。那么,后面的那些壳室是否一直是空着的呢?不是的。原来,在幼龄期,动物体是住在从后往前(或从内向外)数的第二个壳室的。当它的身体长大一些后,旧的壳室住不下了,就由体表分泌钙质形成新壳室。这样,随着动物体的阶段性增长,就形成了由小到大的锥形壳或旋卷壳。各壳室由(肉质)连通管连接,变成可充气的气室,有利于角石类在水中游移。

图1-14 头足类壳的类型

1.直角石式壳;2.喇叭角石式壳;3.短角石式壳;4.弓角石式壳;5.环角石式壳;6.锥角石式壳;7.鹦鹉螺式壳;8.触环角石式壳(壳面上的线条是缝合线,相邻两缝合线间为一壳室)

角石类始现于晚寒武世晚期,奥陶纪达到全盛,到三叠纪已大部分绝迹,延续到现代的仅一属(即鹦鹉螺,图1-15)数种,全部分布在印度洋至太平洋的热带海区。

图1-15 现代鹦鹉螺及其构造

1.在海底爬行;2.在水层中浮游;3.纵切面,示内部构造

菊石与角石的基本构造相似,壳体也是由许多壳室组成。主要的不同在于分隔这些壳室的隔壁的形态与构造。角石壳的隔壁都是平直的,或者稍微有一些凹曲;隔壁边缘与壳壁内面相接触形成的缝合线平直或略凹;而菊石壳的隔壁却不同程度褶皱,缝合线显著地弯曲(图1-16)。

图1-16 三叠纪的假胄菊石(Pseudosageceras)

1.背视;2.侧视

(上部三条规则的曲折线是缝合线)

菊石类在海洋中营浮游生活,地理分布很广泛。它们在奥陶纪开始出现,自泥盆纪至侏罗纪最繁盛,于白垩纪末期灭绝。在中生代的陆地上,恐龙是占统治地位的脊椎动物;而在同一时期的海洋里,菊石类则是数量最多、占统治地位的无脊椎动物。它们死亡之后,大量的介壳堆积,可以形成以菊石壳为主要成分的石灰岩(图1-17)。

图1-17 一块含有大量菊石壳的岩石

(采自英国莱姆的早侏罗世地层)

随着时间的推移,菊石类壳体的旋卷方式和缝合线形态出现有规律的变化。根据这些变化,不仅可以对菊石进行分类鉴定,而且很容易确定含某种菊石的地层的相对地质年代。因此,古生物学家常常把菊石当作划分中生代海洋沉积地层的标准化石。