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第6章 从水生到陆地(1)

动物界的进化经历了一个由水生到陆生的过程,两栖动物是见证这一过程的一个类群。科学家们把它们划为一个纲——两栖纲。两栖动物已经初步适应了陆地生活,比如:它们可以在陆地上用肺和皮肤呼吸,它们多数都有了善于爬行的四肢,它们可以在陆地上找东西吃……但是它们还有两件事离不开水,那就是受精和幼体发育。

对于两栖动物许多人有一种错误的观点,他们认为:“只要是可以在陆地上生活又可以在水里生活的动物就是两栖动物”。但事实上,两栖动物的受精和幼体发育都是在水里完成,而且幼体的呼吸器官是鳃,经过发育和变态后长成成体,成体在陆地上生活,他们的呼吸器官也变成了肺。只有符合这些特征的脊椎动物才是真正的两栖动物。

我们现在知道的现存的两栖动物大约有4200多种。依据它们特征我们又把它们划分为3个目,分别是:蛙形目,如像蛙、蟾蜍、树蛙;蝾螈目,如蝾螈、娃娃鱼;还有蚓螈目,没有四肢,如环管蚓。

从水生到陆地两栖动物之祖:总鳍鱼

大约3亿年前,陆地上一片荒凉,海洋里却热闹得很。生命从海洋里孕育出来,又在海洋里蓬勃生长,如火如荼,好不兴旺。海底像个大花园,各种各样的珊瑚,有的如同一棵小树,有的像盛开的花朵,有的长成一个花坛模样,红黄蓝白,拼成各式图案。海百合腰肢袅娜,随着海水摇摆;各类水藻,粗大茁壮,像蛇一样漂动着。看见那鹦鹉螺了吗?叫做直角石的像一个个蛋卷冰淇淋,只是细长些;叫做弓角石的像牛角,只是小得多。它们的圆口上都长了很多触角,像是大胡子,好不滑稽。这个世界的主角是鱼类。当时已有很多种鱼。它们自由自在地游,和现代的鱼一样活泼快活。

其中有一种身体修长,游得很快的鱼,就是总鳍鱼。总鳍鱼有两对肉质鳍,可以支持身体,在海底爬行。看它们在浩渺的碧波间游得多畅快!

经科学家的考证,鱼和两栖动物是有联系的,他们在动物化石中发现,总鳍鱼的化石和古代两栖动物很相似,总鳍鱼的头已经可以转动了,四肢也慢慢长出来了,这一切好像完全适应了陆地上的生活。例如,必须在水中产卵、孵化,幼体在水中生活且用鳃呼吸,经慢慢变化,长出四肢后才能在陆地上生活并用肺呼吸。

既然总鳍鱼是两栖动物的祖先,那么总鳍鱼是怎样进化为两栖动物的呢?水陆变迁,生活环境的变化,在总鳍鱼演变为两栖类的过程中,起着不可磨灭的作用。由于环境的改变,有一大批对环境适应能力差的就会不断死去;另外一些使自己不断适应环境,逐渐建立了适应陆上生活的形态结构,用鳃呼吸变成了用肺呼吸,胸鳍和腹鳍也就变成了四肢,最终演变成了两栖动物。

总鳍鱼类的最早代表是泥盆纪中期的骨鳞鱼。从它身上,实际上已经可以多多少少地看出一些早期两栖类动物的“苗头”了。

骨鳞鱼的头骨和上下颌完全是硬骨质的,而且许多骨块的成分、位置和形状都与早期的两栖类相似。骨鳞鱼的牙齿是“迷齿型”的。总鳍鱼是两栖动物的祖先也就是说,在显微镜下观察它的牙齿横切面时,可以发现釉质层褶皱得很厉害,形成的图案就像迷宫似的。有意思的是,早期的陆生两栖动物的牙齿也是这种迷齿型的。

最有意义的是骨鳞鱼偶鳍内部的骨骼结构,不仅不像肺鱼那样特化,反而其中各个骨块的结构、位置和形状,甚至骨块之间的关节都与早期的两栖动物非常相似了。

矛尾鱼是总鳍鱼类中至今还生存的惟一鱼类。在过去的50万年里,人们一直认为这种鱼已经灭绝了。直到1938年和1952年,先后在非洲东南海岸发现并捕获到这一物种。它们一般体积很大,体内骨骼的排列近似陆生脊椎动物的肢骨,尾鳍中间叶状突出呈矛状,所以称矛尾鱼。它口内有齿,是食肉性动物。目前它是研究鱼类进化史的极其珍贵的标本。

知识点

泥盆纪

泥盆纪是晚古生代的第一个纪,从距今4亿年前开始,延续了4000万年之久。泥盆纪时许多地区升起,露出海面成为陆地,古地理面貌与早古生代相比有很大的变化。在泥盆纪里蕨类植物繁盛,昆虫和两栖类兴起。脊椎动物进入飞跃发展时期,鱼形动物数量和种类增多,现代鱼类——硬骨鱼开始发展。泥盆纪常被称为“鱼类时代”。

幸存的爬行动物:扬子鳄

两亿年前,地球是爬行动物的天下。但由于环境的变化,恐龙等爬行动物灭绝了,而扬子鳄却一直延续到今天,它是一种珍稀动物。

扬子鳄的基本体形,长得像条超大的蜥蜴。它的嘴巴特别长,里面长着几排锋利的牙齿。背部呈暗褐色,有的也呈深青色,腹部是灰色的。皮肤上覆盖着许多大鳞片。扬子鳄还有一个比较特别的地方:它的四肢粗壮,尾巴特别长,其长度超过头和身体的总和。

因为扬子鳄的外貌非常像“龙”,所以俗称“土龙”或“猪婆龙”。20世纪70年代,它被携出国门,云游欧洲,名扬世界。

鳄类与庞然大物恐龙在中生代曾繁盛一时,独霸天下。可是经历了7000万年的生物大绝灭时期以后,骄横一世的恐龙遭到了灭顶之灾,而扬子鳄却成了残存下来的少数爬行动物之一。为什么扬子鳄能神奇般地生存下来呢?

有人把扬子鳄称为鳄鱼,把它看做是鱼一类的水生动物。其实扬子鳄没有鳃,也不是水生动物,只不过扬子鳄又回到水中,形成了一些适应水中生活的特点,具有水陆两栖的本领而已。这样,扬子鳄就扩大了生活的领域,它们容易在生存斗争中成为优胜者。

扬子鳄喜欢栖息在湖泊、沼泽的滩地或丘陵山涧长满乱草蓬蒿的潮湿地带。它具有高超的挖洞打穴的本领,头、尾和锐利的趾爪都是它的打洞打穴工具。俗话说“狡兔三窟”,而扬子鳄的洞穴还超过三窟。它的洞穴常有几个洞口,有的在岸边滩地芦苇、竹林丛生之处,有的在池沼底部,地面上有出入口、通气口,而且还有适应各种水位高度的侧洞口。洞穴内曲径通幽、纵横交错,恰似一座地下迷宫。也许正是这种地下迷宫帮助它们渡过了严寒的大冰期和寒冷的冬天,同时也帮助它们逃避了敌害而幸存下来。

扬子鳄喜静,白天常隐居在洞穴中,夜间外出觅食。不过它有时也在白天出来活动,尤其是喜欢在洞穴附近的岸边、沙滩上晒太阳。它常紧闭双眼,爬伏不动,处于半睡眠状态,给人们以行动迟钝的假象。可是,当它一旦遇到敌害或发现食物时,就会立即将粗大的尾巴用力左右甩动,迅速沉入水底逃避敌害或追逐食物。

扬子鳄的食量很大,能把吸收的营养物质大量地贮存在体内,因而它就有很强的耐饥能力,可以度过漫长的冬眠期,因此扬子鳄可长时间不吃东西。传说,它在吃掉别的动物之后,还会为自己吃掉的动物流下悲伤的眼泪。如果有人在场,它甚至还会不停地哭泣和哀号。其实不然,鳄鱼是没有同情心的,它也不会流眼泪,它流的不是眼泪,而是盐分。

现在,由于长江中下游湿地遭严重的破坏,造成扬子鳄的野生数量极为罕见。

扬子鳄是地球上不可缺少的物种,在它身上可以找到恐龙等爬行动物的许多特征,被称为“活化石”。千万别让它像恐龙一样,成为只有在博物馆里才能看到的化石。

古老的象龟

在非洲大陆以东,碧波浩瀚的印度洋西部,有一片美丽的岛屿,这就是塞舌尔群岛。传说这里曾是亚当和夏娃居住过的地方,故有“伊甸乐园”的美称。塞舌尔兀立于碧波粼粼的海面上,岛上奇花荟萃,林木葱郁,因此又被人们喻为“高悬的空中花园”。

由于塞舌尔群岛远离大陆,所以许多珍奇的植物和动物还保持着本塞舌尔群岛是象龟的天堂地的特色。塞舌尔群岛在200年前曾是象龟的天堂,众多的象龟自由地在海边栖息和繁殖。

在法国人占领毛里求斯的1766年,一只象龟作为吉祥物被送到了毛里求斯的法国军队司令部。赠送者为了纪念探险家马里恩,便命名为马里恩象龟。

龟可是出了名的慢性子!它们不仅走路一步三摇,就连进化的过程也比其他动物要慢得多。它们在地球上已经生活了两亿多年,和早已灭绝的恐龙是同时代的,可直到今天,它的身体结构也没发生什么大的变化,考古学家都叫它们“活化石”。

象龟有一副坚硬的甲壳,动不动就把四肢、尾巴都缩在壳里一动不动。它还很能睡懒觉,有的既要冬眠,又要夏眠,一年竟然睡10个月。

别看象龟的性子慢,可寿命却很长,很多都能活到100岁。因为它们身体里的细胞可以繁殖很多代,而且心脏的机能也很强。可见,“长象龟有一副坚硬的甲壳象龟又叫马里恩象龟寿将军”绝非是浪得虚名啊!

尽管塞舌尔的许多岛屿还保持着原始的状态,成为珍异动植物的庇护所。然而塞舌尔象龟却在19世纪初灭绝。

最初对象龟进行疯狂杀戮的是18世纪来自欧洲的航海者,他们长期航行在海上,食物来源非常有限,于是总寻找可以着陆的岛屿来补充营养和体力。当他们来到非洲塞舌尔群岛,看到数不胜数的象龟,便尝试着以它来作为食品。开始时他们把大量的象龟宰杀后,把象龟肉用盐腌渍起来备用。后来他们发现象龟在绝食的情况下能活几个月,便不再生宰后腌渍,而是捕捉大量活象龟储备在船上,随时食用,以品尝到新鲜龟肉。

经过长年的捕杀,塞舌尔群岛的象龟越来越稀少。等到18世纪末,在塞舌尔及印度洋的其他岛屿上几乎难见象龟的踪迹。

1810年,英国人从法国人手上夺得了毛里求斯,惟一存活的一只象龟——马里恩象龟也成了英国人的战利品。

1914年,德国和英国为了重新瓜分世界、争夺世界霸权,挑起了第一次世界大战。战火燃遍了欧洲大陆,延及非洲和亚洲,波及当时世界人口的3/4,给全世界人民带来巨大的灾难,但马里恩象龟作为一个物种被保护起来。然而在第一次世界大战行将结束的1918年,英国的一个士兵因手枪走火,马里恩象龟被无情的子弹击中,结束了生命。

典型的两栖动物:娃娃鱼

据说20世纪90年代以前,在湖南张家界这个地方,一到盛夏的夜晚,伴随着泉水的淙淙流淌声,人们常能听到山间传来婴儿般的啼哭,这就是娃娃鱼那独特的叫声,娃娃鱼的名字也是由此而来的。

娃娃鱼的长相确实很特别,它的身体扁平,有一个大大的扁圆脑袋,上面嵌着一对小眼睛和一个小鼻子,嘴巴也很大,身后还拖着一条长长的大尾巴。它全身光溜溜的,没有鱼身上的那种鳞片,四条腿又短又胖,脚趾就像婴儿胖乎乎的小手一样。体色有棕色、红棕色,还有黑棕色的。

人有惰性,动物当然也有,而娃娃鱼可能称得上是懒惰者之王。白天,它就只会在自己舒适的家中酣睡;当夜幕降临时,它才静静地隐蔽在滩口乱石中,等待猎物走过它的身边,甚至还要走进它的口里,它才肯动动嘴。

娃娃鱼一般都挺懒惰的,所以它捕食的时候,就是一直等在那里。如果发现食物从它身边,或者是眼前出现的话,它就会猛然一下张开嘴巴,把那个食物逮住,然后直到那个食物不动,被它咬死以后,才把食物吞进去。

虽然娃娃鱼长了一对小眼,但它这对小眼不但无神采,还是高度近视呢!

娃娃鱼很怕光的刺激,遇到强光以后,它会去躲避它,因为它长期生活在较黑暗的地方,所以它的眼睛视力已经基本上退化了,只是对光有点敏感而已,可以说是高度近视。

设想如果给高度近视的娃娃鱼佩戴上人类的眼镜后,是不是娃娃鱼就会因此变得勤快起来呢?人们不得而知。但是这么慵懒的高度近视的娃娃鱼能生存至今,不用说肯定有它们独特的本领——它们的诀窍就是不怕挨饿。由于很少活动,娃娃鱼的新陈代谢十分缓慢。偌大的身体,每天只需吃半斤多的食物就行,而且还不用天天都吃。

娃娃鱼还有一个名字——大鲵。其实,娃娃鱼并不是鱼类,而是一种古老而原始的低等两栖动物。只因它长得像鱼,又经常生活在水里,所以人们也给它安上了鱼的名字。之所以称之为大鲵是因为它是我国28种两栖类有尾目动物中个体最大的一种。

娃娃鱼是从水生到陆生过渡的典型两栖动物,在生物进化史上有着划时代的意义。它就是一个环境生物指标,只要环境遭遇破坏,它的食物链中,如果一个环节断了以后,它的整个物种的生存繁衍都会受到影响,所以娃娃鱼在研究物种进化方面,有很高的科研价值。同时,娃娃鱼还有着极高的医用价值。

娃娃鱼是一个生物活化石,原来在三四亿年以前世界各地都有。由于环境的变化,气候的变迁,再加上人为地破坏,现在只中国有。

知识点

娃娃鱼的分布

在我国,娃娃鱼除新疆、西藏、内蒙古、台湾未见报道外,其余省区都有分布,主要产于长江、黄河及珠江中上游支流的山涧溪流中。我国娃娃鱼原产地自然分布主要集中在五大区域:一是湖南张家界、江永、岳阳和湘西自治州;二是湖北房县、神农架;三是陕西汉中、安康、商洛;四是贵州遵义和四川宜宾、兴文等地;五是江西靖安。

进化史的活证据:鸭嘴兽

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