活了4亿年的“怪物”,竟然还是个“被献血”积极分子?

编辑:生物学教学杂志2020-03-27 10:06:22 关键字:积极分子,生物,三叶虫,类群,中国,细菌,头胸部,蝎子,节肢动物,血液,螯肢,三叶虫,附肢,蓝血,生物

原标题:活了4亿年的“怪物”,竟然还是个“被献血”积极分子?

提到约4.5亿多年前的古老生物,你会想到什么?

大家大概都会想到三叶虫吧!

很多影视作品中,最容易让大家记住的古老化石大概也是三叶虫了。

活了4亿年的“怪物”,竟然还是个“被献血”积极分子?

三叶虫,也的确是寒武纪生物大爆发后,海洋中非常兴盛的一个类群,因此寒武纪也被称为“三叶虫时代”

三叶虫在地球上的存在历史约有2.7亿年,是很古老的生物类群。它们在寒武纪早期就已经出现,其中的某些种类还躲过了奥陶纪末期和石炭纪末期的大灭绝。但是,很遗憾,三叶虫还是在二叠纪末期那次大灭绝中全军覆没。

三叶虫已经全军覆没,它的亲戚们有没有留存下来的呢?

在漫长的地球生物进化历史中,三叶虫还真有一个远亲,历经了五次生物大灭绝,阅尽地球劫难,存活至今。这就是被称作鲎(hòu)的一类节肢动物。

活了4亿年的“怪物”,竟然还是个“被献血”积极分子?

中国鲎背面观(维基百科)

鲎,又被称为马蹄蟹,现在发现的最古老的化石标本位于奥陶纪4.45亿年前的地层。看起来,它们像发育不良的大头娃娃,但是它们的相貌却从4 亿多年前问世至今没有太多变化。和它们同时代的各个类群的生物,要么进化,要么灭绝。而唯独它们得以延续至今,成为名副其实的一个远古孑遗类群。

来,看看我4.45亿年前的“真身”,是不是几乎和现在一样?

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约4.45亿年前的鲎(加拿大奥陶纪化石)

现生4种孑遗种类,孤立分布

,是节肢动物门,螯肢动物亚门,肢口纲物种的总称。

历经4亿多年的沧海桑田,肢口纲现存有一科3属4种。除去美洲鲎(Limulus polyphemus)生活在墨西哥湾和北美东部沿海之外,其余3种:南方鲎(巨鲎 Tachypleus gigas)中国鲎(三刺鲎 Tachypleus tridentatus)圆尾鲎(蝎鲎 Carcinoscorpius rotundicauda)都分布在亚洲海岸,尤其是东南亚等地的海岸,在中国东南沿海也有分布。

鲎的成年个体较大,其中中国鲎头尾长可到50-60cm。

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四种现生鲎的个体大小比较

鲎和蜘蛛、蝎子同为螯肢动物

螯肢动物是啥?怎么一点也不熟悉呢!

那,蜘蛛和蝎子,你觉得熟悉吗?

蜘蛛和蝎子可以说是现生螯肢动物的最典型代表了。

鲎也和蜘蛛、蝎子一样,都有着螯肢动物先祖的基本身体构型:分为头胸部和腹部,头胸部有6对附肢,第一对就是标志性的螯肢,它们也因此而得名。

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蜘蛛头胸部的6对附肢

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蝎子头胸部的6对附肢

鲎的身体同样分为头胸部和腹部,头胸部有6对附肢。

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中国鲎腹面观(维基百科)

靠磨大腿吃饭的肢口

螯肢动物的螯肢都有助食作用,而鲎头胸部的6对附肢,全部参与口器的功能,形成“被腿围绕的嘴”,即“肢口”。

从腹面看现代鲎的附肢,最上面的1对小钳子是螯肢,后面紧跟5对步足。

平时,它们依靠这些步足在海滩游荡,

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或者悠哉的仰泳。

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翻车了,还可以依靠剑一样的尾部翻身。

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平时,它们也会把自己埋在沙中隐藏。

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“我藏藏藏!

鲎,主要肉食,可以取食小型环节动物、软体动物等,有时也取食藻类。

而鲎的口就在步足根部中心的位置。

它们步足基节上的倒刺,就起到牙齿的作用。

取食时,用螯肢将食物送到口部,

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之后,扭动挤压步足的基节来摩擦、咀嚼。

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“我是真正的“靠腿吃饭”!

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“磨呀磨,吃呀吃”

神奇的蓝血生物

鲎是很神奇的蓝血生物,它们赖以输氧的血蛋白是铜基的血蓝蛋白。

这种血蓝蛋白脱氧状态为无色,结合氧则变为蓝色。

蓝血?这是小说中才会出现的蓝血外星人设计吧?

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其实,现生的节肢动物和软体动物中有很多种类都有血蓝蛋白。

鲎,因为它们的身体相对较大,它的蓝色血液就变得更加直观。

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鲎的蓝色血液

鲎血独一无二的抗菌能力

鲎所生活的海边,严格来说都是极其肮脏的地方,每一克海底沉积物中平均约含有10亿个细菌。

鲎,作为比较原始的生物类群,其血液循环系统是个相对敞开的格局,并不像我们人类那样拥有层层保护屏障。

鲎的巨大血腔,允许血液和组织的直接接触。因而,细菌只要找到鲎壳的缝隙钻入,就能轻松地在鲎的体内遨游。

鲎生活的环境中有那么多的细菌,它们又是这么原始,那它们怎么存活的呢?

鲎血中存在特殊的凝血媒介,可以敏锐侦测细菌产生的毒素,同时释放凝血因子,将有害的细菌包住,阻断了它们的扩散和传播。

活了4亿年的“怪物”,竟然还是个“被献血”积极分子?

所以说,鲎血最神奇的地方并不是它的颜色,而是它所具有的独一无二的抗菌能力。或许就是这种奇特而诡异的血液,让鲎的种族阅尽几亿年地球生物的劫难而存活至今。

现今,鲎血萃取物的药剂(LAL),被人类广泛应用于疫苗、医疗器械等的细菌污染检测。医药行业每年要捕获几十万只的鲎,用于取血。鲎也因此获得了“无脊椎动物献血冠军”的美称。

活了4亿年的“怪物”,竟然还是个“被献血”积极分子?

虽然成体的鲎,有坚硬的护甲,几乎没有天敌,但是,正因它们血液的神奇功能,人类对鲎的捕获开始影响它们的种群数量;同时,由于人类活动和海滩旅游开发等,也使鲎的栖息地在不断缩小,它们受到了极大的生存威胁。

美洲鲎,已被列入《世界自然保护联盟》(IUCN)2012年濒危物种红色名录 ver 3.1——易危(VU);而中国鲎的在2019年也被评价为濒危(endangered)。

鸣谢:感谢社科院关迩老师提供部分参考资料。

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