头足纲动物丢盔弃甲的背后

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大白鲨捕食
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章鱼喷墨后快速逃离

章鱼的保命之道

一头饿了很久的大白鲨挑中了一处合适的海床,这里遍布各种美味的软体动物。鲨鱼的来临,迫使双壳类软体动物纷纷躲进自己的硬壳。同样是软体动物,章鱼却无壳可钻。

鲨鱼是章鱼的天敌,它们能有效控制章鱼的数量。在澳大利亚塔斯马尼亚州附近海域,就出现过人类过度捕杀鲨鱼致使章鱼泛滥成灾的情况。当然在正常情况下,面对出击迅猛、拥有数排尖牙的鲨鱼,章鱼也有自己的保命之道。

借助皮肤中的墨囊细胞,章鱼能让自己和周围环境融为一体,让自己看上去就像是岩石、海藻或海底沙砾的一部分。即便鲨鱼依靠位于头部的电感受器感受到章鱼的存在,章鱼也可以释放出墨汁(其中含有能干扰鲨鱼感官的成分),一方面遮挡鲨鱼的视线,另一方面在一定程度上震慑或麻痹鲨鱼。等到鲨鱼摆脱了墨汁,章鱼早就借助自己软体的特性,藏身到深洞或岩石缝中。

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带壳的早期头足纲动物

章鱼、鱿鱼和乌贼都属于软体动物门头足纲,它们不像其他软体动物那样能制造体外硬壳(如海螺等贝类)。如今,只有鹦鹉螺属的头足纲动物还保留了硬质外壳,其余大多数头足纲动物只保留了用于控制浮力的内骨(角质或石灰质),还有些头足纲动物甚至连硬质内骨都完全退化了。但其实,头足纲动物的祖先是拥有硬壳的。

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房角石(直角石的一种)
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左:鹦鹉螺。右:短棒角石
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鹦鹉螺壳内部结构

带隔间的硬壳

在5亿年前的寒武纪早期,当地球生命都游荡在海洋里时,大量拥有新奇身体结构的动物在一场史无前例的物种大爆发中出现了。

在这些新奇身体结构的帮助下,动物的捕食方式一改之前被动的滤食方式:眼睛的出现让动物能够发现猎物;足的出现让动物能够主动出击;螯等结构给了动物杀戮和肢解的武器。而相应地,一些动物也进化出了坚硬的外壳,以应对越来越艰难的生存压力。

到了寒武纪晚期,最早的头足纲动物——短棒角石出现了。它们有着犀牛角状的外壳,虽然它们样子看起来更接近腹足纲(螺类),但短棒角石是不折不扣的头足纲动物。短棒角石的硬壳形状复杂,其中一个个独立的“气室”结构可以根据需要调节进水量,从而起到控制浮力的作用。

能够自由控制浮力,让短棒角石能脱离海底,并在海中游动,而当时绝大多数海洋动物都只能在海底爬行。由此,短棒角石有了更大的活动空间和更多的捕食方向——可以从左向右,也可以从前至后,还可以从上到下。其中,从上方来袭的攻击模式对当时的海底生物来说可谓致命打击。

在随后的奥陶纪,头足纲动物逐渐成为海洋中的霸主,甚至演化出了房角石这种体长超过9米的庞然大物。房角石的外形就像一只缩在狭长硬壳里的章鱼。不过,太大的体形使得它们在运动中由于身体过于沉重难以灵活调整方向,如果不小心一头撞在岩石上,有当场死亡的风险。

在漫长的岁月中,头足纲动物进化出了角石、箭石、菊石等多种形态,它们在海洋里安逸地生活了上亿年,直到另一场猝不及防的进化大变革让有硬壳的头足纲动物受到毁灭性打击,最终几乎完全消失。

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海洋中早期的大型鱼类
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面对肉食鱼越来越强的咬合力和小型鱼类越来越快的游动速度,远古头足纲动物笨重的硬壳逐渐失去生存优势

来自鱼类的竞争压力

DNA分子分析表明,章鱼和鱿鱼等现代头足纲动物最早出现于1.6亿年前。在此时期,大型鱼类演化得越来越适合捕食带有硬壳的软体动物,其中也包括头足纲;而头足纲动物喜欢捕食的小型鱼类的游动速度却越来越快,这大大增加了身负重壳的头足纲动物的捕食难度。

猎物和捕食者之间的“军备竞赛”激烈进行,头足纲动物的外壳变得越来越小,游动速度也变得越来越快。进化的压力让头足纲朝行动敏捷而不是依赖装甲的方向发展,于是,头足纲动物开始慢慢失去硬壳。乌贼甚至可以通过压缩身体,并将身体内部的水快速推出,从而通过反作用力来实现快速移动。丢掉的是看似安全的硬壳,换来的是在捕食和逃生时非常有用的高机动性。终于,头足纲逐渐演化成为一类新陈代谢率高、移动速度快的海洋动物。

虽然失去了硬壳的保护,但头足纲动物换来了机动性和灵活性的提升,这让它们能够更好地适应复杂的海洋环境。再加上伪装、喷墨的技能和超高的智商,在如今的海洋里,头足纲动物活得可一点不比带壳的软体动物亲戚差。

○章鱼、鱿鱼还是乌贼?

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我是有着8 只触手的章鱼,和我的鱿鱼兄弟、乌贼兄弟都不一样

章鱼有8只几乎等长的触手;鱿鱼有10只触手,其中两只较长;乌贼也有10只触手,但它们差不多长。

(编辑:王川)

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