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聽愛登堡講脊椎動物攀科技,這樣加天賦才能成為霸主

腰痛、背痛、頸椎痛,我認為是現代人普遍要背負的三座大山。

也許有些人會抱怨,那麼多毛病,那麼多折磨,我要這脊骨有何用?

這個引子可能有點俗套,但作為一個脊椎進化故事的開頭還是非常合適的。

如果把脊椎動物的進化當做一款像《孢子》那樣的扮演遊戲,那就是十足的「開局一條肉脊椎,進化全靠點天賦」

從肉條一樣的昆明魚,到有能力爬行的提塔利克魚,再到2克重的吳氏巨顱獸、5米長的巨角犀,脊椎動物是怎麼一步一步走到今天的?

想要了解這段輝宏的故事,就不得不引出本篇推薦的紀錄片《大衛·愛登堡之動物的崛起:脊椎動物的勝利》,老爵爺親自開箱上手各個階段重要的化石。

令人驕傲的是,這其中絕大多數的重要化石都來自我們中國,在影片里我們也可以看到很多中國的優秀古生物學家親自講解自己的研究成果。

那麼脊椎動物的故事要從哪裡講起呢?

從中國雲南著名的澄江化石群開始,這裡出土了大量保存精美的寒武紀海洋動物化石,也出土了已知最早的脊椎動物——昆明魚

可以說寒武紀早期的海洋就是我們脊椎動物的新手村。

澄江這塊化石寶地是我國古生物學家侯先光意外發現的,因為特殊的條件,這裡的泥質岩層保存了大量精美的寒武紀早期化石。

寒武紀大爆發是人盡皆知的一次生物事件,它通常被描述為無脊椎生物的繁榮,但實際上就在同一時期脊椎動物也已經誕生,這比早前的認知要早了4000萬年。

對於昆明魚而言,點出脊椎的新天賦是至關重要的。脊椎能夠傳遞肌肉運動,兩側肌肉有節律地收縮能夠產生一種波浪式的運動,也就是絕大部分魚類最核心的運動方式。

這種全新的運動方式遠比當時稱霸海洋的掠食者要靈活,也正因如此,昆明魚才能在最為殘酷的寒武紀生物爆發中存活。

不過,昆明魚仍缺少很多現代魚類重要的裝備,它看起來就像是一個簡陋的肉條,沒有胸鰭也沒有下頜。

今天的七鰓鰻還保留了這兩大特徵,它們的食物選擇非常有限。

於是,我們的脊椎動物祖先開始攀天賦樹,其中最重要的便是下頜的形成。原本在胚胎期會發育成鰓條的褶皺結構變成了上下頜,這帶來了更強的進食能力。

此外,為了提高遊動的靈活性和穩定性,脊椎動物的祖先又花了兩個點數解鎖了長在胸腹部的兩對鰭。

有了這一套裝備,它們已經可以與海洋霸主一爭高下了。它們的其中一支轉職成為了以鯊魚為代表的軟骨魚,至今仍居生物鏈的頂端,稱霸海洋一方。

而另一支則繼續強化裝備,點出了骨骼硬化的天賦,原本由膠原蛋白形成的軟骨演化出了磷酸鈣晶體強化的版本,這讓它們的骨骼強度更高,能夠承受更劇烈的運動。

這一支的絕大部分都繼續留在海洋,演化出了非常繁榮的硬骨魚家族,也保持著水中遊動速度最快的記錄。

就在魚類不斷升級不斷擴張的時候,植物和節肢動物率先開發了新大陸。而我們的魚類祖先的一支可能迫於飽和的生態位,不得不轉向未知的陸地。

要登上陸地,就要找到種不靠水的運動方式。硬骨魚中的腔棘魚很有潛力,它們的鰭異常強壯靈活,至今深海中還生活著兩種腔棘魚。

但它們並不是我們的祖先,今天的陸生脊椎動物共有的特徵是具有四肢五指,而現存的腔棘魚擁有多對鰭,從骨骼的解剖結構上看,也同樣不是我們的祖先。

我們陸生脊椎動物的真正祖先被發現時,距今不到20年。提塔利克魚擁有與現在陸生脊椎動物高度相似的四肢骨骼結構,眼睛也為了適應淺水長在了頭頂,另外它擁有最早的脖子。

上了陸地的脊椎動物繼續打怪升級,隨後又點下了肺部的天賦,轉職成兩棲動物。而兩棲動物中又有一支點下了鱗片天賦,轉職成了爬行動物。

鱗片的出現已經讓脊椎動物克服了體內水分流失的問題,但是還有一個最大的問題,它們的卵仍然需要在水中孵化。

我們的祖先在這個問題上花了很大的力氣,琢磨出了用碳酸鈣包覆卵的奇妙技能。堅硬的外殼不但能夠保護卵不被擠壓破碎,也讓卵幾乎不受乾燥環境的影響。

有了這項技能才算是完全體的爬行動物,它們也因此走上了巔峰。之後的恐龍王朝就是它們成功的例證。

至於恐龍點出的屁股天賦以及後來鳥類的輝煌,因為不是我們人類這一支,我在這裡就略過不表了,感興趣的可以自己親自觀看紀錄片(有徐星教授出鏡)。

接下來就是哺乳動物的崛起了。

在哺乳動物誕生之時,脊椎動物早已經稱霸了陸地,但各個「幫派」之間的實力非常懸殊。哺乳類的祖先這個時期堅持了一條重要方針:猥瑣發育

哺乳動物的祖先相對於爬行動物有了一個最為重要的變化——保持體溫。這讓它們得以在爬行動物行動遲緩的夜晚苟且偷生。

如今發現最早的哺乳動物來自中國,稱作吳氏巨顱獸。它們僅有2克的體重應該能讓人感受到「猥瑣發育」的真正含義。

為了適應夜晚的活動,吳氏巨顱獸犧牲了色彩視覺,變成色盲的同時也強化了夜視能力。此外,不依賴光照的嗅覺也成為了重要的生存技能。

另一個奇妙的變化帶來了靈敏的聽覺,頜骨後移為鼓膜服務,形成了我們現在三塊聽小骨組成的中耳結構,讓吳氏巨顱獸能夠感知頻率更高的聲音。

如此先進的感受器官必然需要發達的大腦處理信息,因此吳氏巨顱獸有一顆與身體不成比例的大腦,這也是它得名的原因。

除了這些賴以生存的技能外,我們哺乳動物最顯著的改變在於生殖和哺育後代。

早期的哺乳動物還並沒有擺脫產卵的方式,鴨嘴獸和針鼴鼠還保存著下蛋方式,但它們的蛋與爬行動物相比擁有更小的卵黃,無法支撐胚胎髮育到一個能獨立生存的狀態。

有趣的是,導致卵黃變小的基因同時又帶來了分泌乳汁的技能,恰恰解決了幼崽發育不完全的難題。而帶來的變化則是卵的孵化時間變短,幼崽哺乳期跟隨母親更安全。

更進一步,早期哺乳動物又高歌猛進,從有袋動物到胎盤動物,都在朝著胚胎不離開母體發育的方向進發。

胎盤的出現是生物進化上的一個奇蹟,它不僅僅是母體給胚胎供給養分的通道,還解決了母體免疫系統排異胚胎的問題,所以其實從本質上講,胎兒和母體是存在著競爭關係的。

隨著我們祖先的重要天賦逐漸點滿,加上恐龍滅絕而騰出的生態位,哺乳動物中的胎盤動物迅速發展,接替爬行動物成為脊椎動物的代表。

在那個百廢待興的年代,哺乳動物野蠻生長,某些植食性的物種為了抵禦捕食者走上了巨大化的道路。

這期間誕生了3米高體重超過10噸的猛獁,5米長的巨角犀,4噸重的大地懶……

直到另一種生物出現,他們體型不大,也沒有什麼拿得出手的天賦,總是成群結隊狩獵,短短百萬年的跨度,就將他們勢力所及範圍內幾乎所有巨型動物趕盡殺絕。

百年前,他們開始進入海洋,海里的巨型哺乳動物在短短几十年里變得岌岌可危。

他們叫什麼應該不需要明說了,只想強調一下,脊椎動物走過的數億年里,點過了無數的天賦,還沒有那種組合能比「智力 靈活的肢端」更有殺傷力,如果有,那就再點上「文明」的技能點。

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