在陸地上,物種的滅絕毫無例外地都是從食物鍊的頂層開始的。然而,在海洋中最先滅絕的卻是食物鍊底層的物種。
我們知道,在陸地上,物種的滅絕是從食物鍊的頂層開始、而後向底層蔓延的。那些位于陸地生态金字塔頂部的動物是最大的掠食動物(食肉動物)和食素動物,它們也最先遭遇可怕的滅絕,例如食肉的翼龍和食素的劍龍;而位于金字塔底部的動物們則幾乎毫發無損,例如吃昆蟲的微型哺乳動物、蜥蜴和青蛙等,它們都幾乎未經任何改變地存活下來,許多陸地植物種群也是一樣。
這種自上而下的滅絕模式,對陸地生态系統發生的每一次物種大滅絕來說都毫無例外。最近的一次大滅絕發生在11000年前的上一次冰期,當時諸如劍齒虎這樣的食肉巨獸都銷聲匿迹,像猛犸、大地懶這樣的食素巨無霸也都沒了蹤影,而錢鼠、鼹鼠、青蛙、等卻都挺過難關存活了下來。
然而,發生在海洋裡的滅絕故事卻完全不一樣。在侏羅紀的海洋中,處于生态金字塔頂端的是短頸子的龐然大物——上龍。
假如遵循陸地生态系統的滅絕規則,那麼像上龍這樣巨大的家夥應該是最容易遭遇滅頂之災的,但事實上,上龍安然度過了發生在侏羅紀-白垩紀交界時期的那場大滅絕。不僅如此,在接下來的白垩紀中期滅絕事件中,它們再次挺過危機,幾乎未受到任何可見的沖擊,當時它們的模樣跟近1億年前的祖先幾乎一模一樣。作為海洋中的頂級掠食者,上龍傲視了多次主要的滅絕事件。
在侏羅紀的海洋中還有一種進化得很好的海洋動物——大眼魚龍。
作為整個魚龍族群中最先進的成員,大眼魚龍擁有大大的眼睛、小小的牙齒和适合快速遊弋的體型,這些都是為适應在生态金字塔底部獵食小型獵物而進化出來的。然而,在侏羅紀末期,大眼魚龍卻滅絕了。更離奇的是,一些更原始的、以食物鍊中較高端的獵物為生的魚龍,比如保留着較大的牙齒、強壯的嘴巴和較長的身體的格蘭道魚龍,它們卻存活了下來并進入白垩紀早期。不過,比起上龍來,它們在食物鍊中的位置仍然低了太多。所以,當白垩紀中期的滅絕浪潮來襲時,所有殘留的魚龍都死絕了,而位于食物鍊頂層的上龍等海洋巨型動物們依舊穩坐泰山。
為什麼上龍和魚龍的海洋生态系統滅絕規則與陸地生态系統相反?
“種群箱”和“生态洞”每次滅絕都将為擴大大規模滅絕幸存下來的動物種群的多樣性提供機會。
為了幫助我們揭開這種“倒置”海怪滅絕的神秘面紗,科學家們設想了一個“種群箱”,然後把那些生活在侏羅紀 - 白垩紀海洋中的海怪變成了“盒子”。所謂的“人口箱”實際上是一個簡單的三維圖表,其中三個軸定義為:從左到右的軸1,代表特定人口的狩獵場(一系列生活在一起并執行相同生态功能的物種) )從海岸到遠端的距離;軸2從下到上,代表人口從慢到快的速度;軸3從前到後,代表獵物動物的大小從小到大。
如果我們将居住在侏羅紀桑坦德海的各種海怪放入這個“種群箱”中,我們将看到巨無霸位于“箱子”後面并占據頂級捕食者。人的位置(遠離海岸,速度快,大獵物);蛇頸靠近龍,速度非常接近龍,但捕食者的頭部較小,所以它們位于“盒子”中間,中間的位置有點前方,基本上是正确的 - 中間(遠離海岸,速度快,小獵物);大眼龍位于“盒子”的左上方(靠近海岸,遊覽速度快,獵物很小;在“盒子”的最左邊是長長的海洋鳄魚和最近的海岸線。
科學家們已經發現,每次大規模滅絕都會在“種群箱”中打開一些“生态漏洞”,這些“漏洞”為擴大大規模物種滅絕的動物種群的多樣性提供了機會。不難理解,例如暴龍的滅絕,最終為獅子,老虎和熊開辟了道路。雖然海洋動物的滅絕規則與土地相悖,但滅絕将打開“漏洞”。那麼,在白垩紀中期,當所有的龍群都滅絕時,其餘的海怪會對此産生什麼反應呢?其中還有其他爬行動物種群可以充分利用生态金字塔底部附近龍滅絕留下的資源嗎?
在科羅拉多大學博物館,白垩紀末期有一個小型上龍骨化石。從懷俄明州的紅堡發現,這個化石有一個精緻的鼻子被古生物學家稱為“長臉”。與巨龍不同,小型上龍頭更輕,嘴巴鼻子是超薄的,小齒排列成行和排,眼窩很大,隔膜退化。龍可以發動不強但快速的攻擊。
生活在白垩紀末期的長喙臉上龍的臉像極了侏羅紀的大眼魚龍,特别是從身體的大小來看,它是完全一樣的。換句話說,長喙臉上龍不像上龍。它就像一條大眼魚龍。
相似的一幕,也發生在緊靠海岸的淺水掠食動物身上(今天的季節和海獅屬于這些動物)。在侏羅紀海洋中,有兩個先進的海鳄魚科,長2至6米,有長而彎曲的身體。在白垩紀末,誰才是近岸的頂級掠食者呢?當然,它不是海鳄本身,因為它們已經從白垩紀中期滅絕事件的曆史階段退出,取而代之的是一個全新的海怪家族 - 枭龍。龍是一種海蜥,其形狀與海鳄的形狀驚人相似。
“冒名頂替者”在滅絕的情況下,一些海洋物種扮演了“機會主義者”的角色。
從達爾文進化的角度來看,長喙臉上的龍與蒼龍是進化過程中出現的典型“機會主義者”。他們在“種群箱”中使用了滅絕事件所開啟的“生态洞”。
如上所述,白垩紀中期所有的魚龍種群都滅絕了,“機會主義者”長喙臉上龍對龍在白垩紀末期扮演了大眼魚龍的角色。那麼蛇頸龍的命運怎麼樣?
傳統教科書稱,蛇頸龍對滅絕事件具有強大的韌性。
它們不僅在侏羅紀滅絕結束後幸存下來,而且在白垩紀中期的滅絕事件中幸存下來。這提出了一個問題:根據自下而上的海洋物種滅絕規則,海洋食物鍊的位置遠遠低于巨型獅子的脖子,它們的命運應該與大眼龍的命運相似。他們是狩獵中小型獵物的主人。它們應該在侏羅紀 - 白垩紀時期滅絕。那麼,白垩紀的“蛇頸龍”是什麼?
從長喙臉上龍取代大眼魚龍的事實,科學家推測,所謂白垩紀“蛇頸龍”并非是從侏羅紀的蛇頸龍演變而來的,而是另一個充當“機會主義分子”的物種。那是什麼物種呢?如果從白垩紀“蛇頸龍”和侏羅紀蛇頸龍的體型來看,兩者是一樣的——前後鳍、肩部、臀部、頸身比例都一樣。要想将兩者區分開來,必須從兩者的解剖學特征入手。
讓我們看一個具體的例子:從外面看,非洲斑點鬣狗就像一隻非洲獵犬的高大複制品。兩種捕食性哺乳動物都有大口鼻部和長腿,強壯的腿和腿,而且都集群捕獵。然而,兩者的耳朵和腳踝的解剖學特征表明,兩者的相似習慣實際上是獨立于不同的祖先而進化的。事實上,非洲獵犬是狗家族的成員,狼,驢和狼的近親,而非洲斑鬣狗卻跟貓、麝貓和貓鼬有關,屬于掠食動物家族樹上完全不同的枝桠。
再來看侏羅紀蛇頸龍和白垩紀“蛇頸龍”。科學家對兩者的口腔頂部、前兩節頸骨和口鼻跟頭骨背部連接處等解剖學特征進行比對後發現,白垩紀“蛇頸龍”根本就不是侏羅紀蛇頸龍的後代,而是來自上龍家族的一個“冒名頂替者”。侏羅紀蛇頸龍早在侏羅紀末期就已滅絕,這是不争的事實,所謂白垩紀“蛇頸龍”其實是一種喬裝改扮了自己的上龍。
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