为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?
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在生命漫长的进化史上,有一个时期的动物以大型动物为主,这就是石炭纪。那么,为什么石炭纪的生物大都以大型的动物为主呢?我们一起来看一下这个有意思的问题。
石炭纪石炭纪是古生代的第五个纪。而古生代顾名思义就是远古生物的时代,这个时代从寒武纪(约从5亿4000万年)开始,历经奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪,一直到二叠纪(持续时间约从3亿年前到2.5亿年前)。也就是说整个古生代一共大约持续了约3亿年。
从寒武纪生命大爆发开始,生命开始呈现多样性,到了奥陶纪原始的脊椎动物开始出现,经过了志留纪的发展期,到了泥盆纪,在海西运动的作用下,许多的海面下降变成了陆地。为石炭纪生物的发育提供了先决条件。
石炭纪始于距今约3亿6000万年前,直到距今约2亿8000万年。整个时期持续了约8000万年左右。
其实,我们现在对“纪”的划分是有依据的,我们大都是根据每个时期不同的地质环境来命名的。比如石炭纪就是因为其地下蕴含了大量的煤炭才得名的。
(石炭纪复原图)
石炭纪的生物石炭纪最旺盛的生物就是植物。而在所有的植物中,最具代表性的就是蕨类植物了。由于石炭纪植物繁多,再加上石炭纪的地壳运动一直比较的剧烈,因此许多植物被深埋地下,为现在的煤矿资源的形成提供了先决条件。
由于陆地上有着大量的植被,因此相对来说,整个石炭纪的气候都表现的比较的温暖、湿润、氧气含量较高,这为动物的繁殖提供了便利的条件。
在石炭纪的初期,动物大部分都是海生的无脊椎动物,到了中期脊椎动物开始发力,到了石炭纪晚期,脊椎动物完成了一次质的飞跃,它们从海中进化到了陆地上,比如林蜥。
与此同时,在茂密的蕨类森林中,昆虫类正在悄悄的崛起,其中最具代表性的就是蟑螂类和蜻蜓类昆虫,从现已发现的化石看,当时的蜻蜓的翼展超过了70公分,而当时的巨型蜘蛛也在30公分以上。
在石炭纪的晚期,最具代表性的大型动物还是一种节肢门动物,它就是题主所说的巨型蜈蚣。但是这种大型的节肢门动物并不叫蜈蚣,而是叫巨型马陆。巨型马陆的体长在3米左右,全身都被铠甲一样的硬壳包裹着。
(林蜥)
(巨型蜻蜓)
(巨型马陆)
为什么石炭纪的动物体型都很大?为什么石炭纪的动物体型都很大呢?我认为有两个原因。
01 氧气
经过现在科学的研究发现,一个时期的动物体型大小与当时空气中氧气的含量有着直接的关系。氧气含量越高,动物的体型越大。
而石炭纪由于被大量的蕨类植被覆盖,植物的光合作用带走了大量的二氧化碳,释放的氧气把空气中氧气的含量空前的提高。
美国科学家曾经对海洋原始沉积中的元素进行过分析,以此来推断不同时期氧气的含量,经过研究发现,大约在距今3亿年前,也就是石炭纪的后期,氧气的含量突然从百分之二十提高到了百分之三十。
这真是石炭纪后期昆虫以及节肢们动物体型偏大的一个重要的因素。
02 食物
有了充足甚至异于其他时期的氧气含量,生物们开始变大,而变大的同时需要更多的食物。而石炭纪的自然条件正好为这些生物的生长提供了源源不断的能量。
(石炭纪大型动物图)
综上,石炭纪是因为其特殊的地理环境和气候环境才造就了许多大型的远古生物。最主要的原因还是当时高于其他时期太多的氧气含量。这才是石炭纪动物变大的主要原因。
为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?
距今3.6亿到3亿年前的古生代石炭纪,在地质史上被称为“巨虫时代”,孕育出了一大批巨型节肢动物。其中就包括大家所熟知的“巨型蜈蚣”。
石炭纪巨虫的辉煌所谓的“巨型蜈蚣”,其实叫做节胸,属于节肢门—多足亚门—倍足纲,而蜈蚣属于节肢门—多足亚门—唇足纲,它们都不属于一个纲的,亲缘关系相当远了。举例来说的话,它们之间就类似于人类和鱼的关系。
因此,节胸不是什么巨型蜈蚣,它和马陆同属一纲,可以认为它们是一类古马陆。节胸有大有小,小的种类只有几厘米,大的种类有2.4米,半米宽。后者是根据在新墨西哥发现的足迹化石推断的,这只巨型节胸的脚印就像两道平行的轮胎痕迹。巨型节胸是有史以来最大的陆生节肢动物。
巨型节胸虽然很大,但并不可怕。因为从化石看它们并没有强大的口器,无法进行捕食,肠道内容物和粪便化石也表明了它们是一种以植物碎屑为食的食腐动物。
石炭纪同时生活着巨型昆虫,当时已经出现的有翼昆虫有蜻蜓和蟑螂,其他类群尚未出现。巨脉蜻蜓翼展有74厘米宽,它们就是石炭纪的老鹰,在空中盘旋,以其他节肢动物为食。
石炭纪巨型蜘蛛的传说,源自1980年在阿根廷发现的一个化石,这个化石呈现出了一个体长40厘米、腿宽50厘米的大型蜘蛛。然而,2005年,曼彻斯特大学的蜘蛛专家保罗·赛尔登重新检查了这个化石,他发现这根本不是蜘蛛,而是一只带有硬壳的海蝎(板足鲎)。截至目前,蜘蛛体型纪录的保持者仍然是1965年在委内瑞拉发现的巨型食鸟蛛,石炭纪尚未发现比现代蜘蛛更大的种类。
有史以来最大的节肢动物:耶克尔鲎(海蝎)化石
石炭纪时期陆地上确实有巨型蛛形纲动物,不过不是蜘蛛,而是蝎子。肺蝎长达70厘米,在当时是可怕的杀手,其毒刺足以放倒一些四足动物了。
石炭纪为什么能成为“巨虫时代”?石炭纪成为巨虫时代,和当时的富氧环境有直接关系。当时的情况是,蕨类和裸子植物已经在陆地上繁盛,出现了大片的热带雨林,但是却没有以活的植物为食的动物,节肢动物只能吃死去的植物碎屑。再加上石炭纪的气候温暖、湿润,有利于蕨类植物大面积蔓延,它们通过光合作用消耗二氧化碳,释放出氧气,大气中的氧气含量就越来越高了。
石炭纪的热带雨林景观
节肢动物在海里本来是用鳃呼吸的,它们登陆之后就换了一套呼吸系统。昆虫的外骨骼上布满了微小的气管,可以将氧气直接输送到组织内部,而无需经过循环系统。这种体表扩散型的呼吸,对于小型动物来说特别高效。因为越小的动物,其表面积/体积比就越大。因此,正如我们看到的,昆虫大多是一些小不点。
但石炭纪的环境与今天不同,当时的大气中氧气浓度特别的高,达到了35%,是地球有史以来氧气浓度的巅峰期,今天只有21%。这么高的氧气浓度足以供养昆虫走向大型化。
另外,当时,没有植食性动物,只有捕食者和食腐动物。各类节肢动物成功地利用当时的富氧环境,展开了一场比体型的生存竞赛,长得大就可以吃掉对方,而长得小的只能被对方吃掉,只有那些长得足够大的才能留下后代,并把自己的个子大的基因遗传给下一代。这样经过石炭纪几千万年的演化,各类节肢动物就纷纷变得越来越大了。
“巨虫时代”是如何终结的?距今3亿年前的石炭纪末期,发生了一次大规模的冰川运动,冈瓦纳大陆的南部为冰川所覆盖,海平面下降了100米。地球环境由温暖、潮湿转为炎热、干燥。大片热带雨林因不适应新的环境而纷纷消亡,这就是石炭纪末雨林崩溃事件。
石炭纪的石松化石
由于热带雨林崩溃,大气中氧气浓度在石炭纪之后的二叠纪急剧下降,从35%下降到15%,这个氧气浓度已经无法供养这些巨虫了,于是巨型节肢动物就走向了灭绝,只有那些小型化的种类活了下来。
节肢动物是动物界的登陆先锋,它们在4.5亿年前的奥陶纪晚期就开始登陆了。到3.7亿年前的泥盆纪晚期,四足动物也开始了登陆之旅。石炭纪中后期两栖动物和巨型节肢动物在陆地上共同繁盛,原始的爬行动物出现。
石炭纪:巨虫和两栖动物共存
爬行动物适应和改造环境的能力比巨虫和两栖动物更强,石炭纪以后地球就进入了长达2.3亿年的爬行动物时代。爬行动物出现了很多植食性种类,从此动物和植物的关系彻底改变了,动物控制着植物,使植物无法无序蔓延,大气中氧气浓度受到了控制,从此以后,地球再也没有出现过石炭纪那种富氧环境。
与此同时,在爬行动物的主宰下,体型大的节肢动物不再是优势,反而是累赘,体型越大就越容易被食虫性的四足动物发现并捕食,留下后代的几率反而越小。于是,节肢动物就此走向了小型化,并繁衍至今。巨虫的时代一去不复返了,我们今天只能从化石记录中感叹它们曾经的辉煌。
二叠纪:爬行动物时代来临
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为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?
这个问题我来答,石炭纪确实是个比较奇葩的时代,那个时候地球上的含氧量高达45%,深林覆盖率极高,那时陆地上出现了很多巨型的昆虫,比如巨大的蜈蚣,蜻蜓什么的。
石炭纪,听名字就知道,当时植物非常繁荣,地球上有很大规模的森林,给煤炭的形成贡献了力量,这个时期形成的煤炭占现在储量的一半以上。当时气候温暖湿润,植物和森林繁盛,而大气中氧含量一度高达45%,这给动物们的生长也带来了有利条件。
于是,石炭纪又被称为巨虫时代,由于大气中的高氧含量,虫子都开始了释放自我的进化,这就像一场竞赛,谁长的大,谁的生存几率就更大。只有长的更大,才是真正的捕食者,最终导致了各种奇葩的巨虫出现。例如翅膀展开一米多长的大蜻蜓,巨大的蜘蛛,还有题目中谈到的体长3米多的大蜈蚣,身披盔甲,也曾是陆地上的霸主。
但石炭纪这么多森林,留下了火灾的隐患,最后石炭纪还是毁于火海之中,这些巨大的昆虫最后也都成了烤串,巨虫时代结束了,爬行动物开始登上舞台,恐龙等新霸主最终才会出现。
不过对于石炭纪来讲,那么高浓度的氧气,如果人类穿越过去,会不会醉氧先不说,面对那么多巨型昆虫,估计很难抑制住开个烧烤摊的念头,每天烤蚂蚱,烤蜈蚣,生活也是很有乐趣啊。
为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?
石炭纪,又称巨虫时代,距离今天约3.55亿年,持续了0.65亿年。石炭纪可以说是植物最为巅峰的纪年,也是生产巨虫的时代。而题目中所属的巨型蜈蚣,就是那个时代的特征。
石炭纪的时候,整个地球还只是一块完整的大陆(号称盘古大陆)。八那个时候气候适宜,湿润,大量植物开始快速生长和扩散。整个盘古大陆都被茂密的植被覆盖,由于植物的旺盛,导致了地球含量量逐渐曾加。在石炭纪晚期,地球含氧量达到历史峰值,45%左右,几乎是现在的2倍。含氧量的增加,客观上就允许动物们可以具有较大的体型,当时许多动物都疯狂地向巨大体型进化,越大的体型,约容易活下去和传宗接代。总之,氧气含量的增加,极大地增加了动物们的体型极限。
当时除了这种体长有3米的夸张的巨型蜈蚣,还有像人头那么大的蜘蛛,翅膀长度有1米作用的蜻蜓。总之,很多动物都是出奇的大,肆无忌惮的长,丝毫不用考虑体型巨大带来的供氧负担。不过,这种发展趋势并没有持续多久,就被一场噩梦般的大火破坏了。前面也说了,石炭纪植物疯长,所以导致了大量的生物质堆积,这些生物质直接贡献了地球总煤量的50%以上。而过多的生物质和过高的氧气含量,很容易引发森林大火。那个时候,刚好发生火灾喷发,导致一次大火。由于盘古大陆森林几乎都是连在一起,所以整个盘古大陆几乎都被燃烧,导致了石炭纪生物大灭绝事件。
巨虫时代就此落幕。
为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?
恐龙出现之前,巨型昆虫统治着世界。
当你抱怨喂蚊子咬时,要感谢今天的昆虫比它们的史前祖先小得多。
亿万年前的石炭纪,巨型昆虫和节肢动物在地球上很常见。尤其是巨型蜻蜓和三米长的蜈蚣尤为出名。
虽然今天有100多万种昆虫,但真正的巨型昆虫已经不存在了。它们为什么消失了?
有两个主要原因。最重要的是气候环境已经改变了。那些巨型昆虫和节肢动物出现时,地球的空气温暖潮湿,并且含有更多的氧气。在石炭纪和二叠纪,地球空气中含有31-35%的氧气,相比之下,今天空气中只有21%的氧气。
氧气水平对昆虫和节肢动物尤其重要,因为它们没有肺。相反,它们依靠空气流过身体上一系列叫做气孔直接连接到需要氧气的组织。
巨型昆虫和节肢动物消失还有另一个原因。随着古代恐龙进化出飞行能力,最终成为鸟类,它们通过捕食和竞争来限制昆虫的大小。
已知最早的鸟始祖鸟大约在1 . 5亿年前出现。鸟类比巨型昆虫更快更敏捷,鸟类限制了昆虫的体型发展,昆虫通过进化出更小的体型躲避鸟类的捕食。昆虫大小的变化是渐进的。这种逐渐的变化与当时鸟类的逐渐进化非常吻合。
为什么石炭纪会出现身长接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?
在2亿到~2.5亿前地球上生活着大量爬行动物,植被物茂盛。之所以被称为“石碳纪”,是因大量生产石碳而得名的,在那个时候植物很茂盛,因此在地底下埋下了大量石碳。据说那时候生产的石碳就占地球总存储量石碳的一半。那时候植物发展频繁,有植物不断的死去,也有植物不断的产生。因此就有我们现在的煤,煤其实就是大型植物死亡后埋在地底下和泥土发生化合反应产生的结晶。在当时,一个蜈蚣就有三米长 ,还有大型蜻蜓挥舞着大翅膀在天空中飞翔,那时候是昆虫们的天堂。因为含氧量高的缘故使得昆虫们飞速成长。
而我们身为哺乳动物在那个时代是比不过昆虫,因为那时候在含氧量巨大环境中 ,哺乳动物的肺部是承受不住那么多氧气。还会出现晕氧的情况 。而昆虫就不一样了,含氧量越高就生长越快越大。
放到现在也是一样,就是现在的含氧量少了,昆虫就变小了,比如说世界上最大的蜘蛛还得用两只手才能捧起来,生活在非洲热带雨林,那里的含氧量比其他地方的含氧量要多,所以在那里的昆虫比其他地方的要大。
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