文章來自“科學大院”公眾號
作者：譚超
寒武紀是顯生宙的第一個紀，古生代的開端。在之前的埃迪卡拉紀，早期的“原始居民”們懶洋洋地癱在淺海沙床上曬太陽。這裡沒有競爭，食物充足，“大餅”、“大筒”、“大葉子”們沒有口和眼，更沒有頭、手、腦。它們會做的就是舒展自己的身體，讓每個細胞都能接觸海水，獲取養分。
埃迪卡拉生物，這些慵懶的家夥基本都滅絕了（ 圖片來源：南京古生物博物館）
一些動物在胚胎發育的時候，在內外兩個胚層中，多長了一個中胚層。原本的外胚層發育成外皮，內胚層發育成消化道，多出來的中胚層，發育成骨骼、肌肉、血液……新器官的出現，讓動物們逐漸掌握了複雜的運動、呼吸的能力。它們變身為捕食者，把舊時代的生物（上圖中的查恩盤蟲、狄更遜蟲、斯普裡格蟲等）打得毫無還手之力。從此，競爭與生存的壓力使地球生命走上了快速演化的道路。
在寒武紀大爆發中，物種變化日新月異，分化速度非常快。在很短的時間裡，生物主要門類就已演化完全。之後的5億年，物種在目、科層級上也發展得更為多樣。也就是說，這批生物在幾千萬年的時間裡，迅速探索出數十種適合在地球生存的身體基本架構，接著，牢牢地佔據了地球。
那麽，寒武紀霸主們的生存之道到底是什麽呢？
可怕的大魔王——帚狀奇蝦
奇蝦是寒武紀最龐大的動物，地球第一批最凶猛的巨型捕食者。
寒武紀海中最靚的仔：奇蝦的複原圖
(圖片來源：譚超)
在我國雲南發現的帚狀奇蝦化石，其頭前那對靈活的大鉗子比強鉗蟲、尖峰蟲的大附肢還要古老。8排牙齒按長短順序排列在錐形口內（所以也叫它射齒類），它的口就如同粉碎機一樣，收縮時會把食物壓碎。帶柄的複眼有一萬多個晶狀體，比現在蒼蠅的還多，因此，它的視覺敏銳。而此階段的三葉蟲，複眼只有幾百個小眼，兩者的圖像分辨率如同小霸王與4K的區別。它身體兩側的槳狀葉片可以波浪式地扇動，像船槳一樣產生持續穩定的前進動力。在離身體質心較遠的尾部有3對片狀尾葉，使得其運動十分敏捷。看了這個外傾的尾葉，感覺現在的五代機，似乎有點山寨奇蝦的意思。
奇的布局和具有超機動能力的五代機F22,J20對比。
戰機（圖片來源：http://www.sohu.com/picture/321758257，http://dy.163.com/v2/article/detail/EHVFOSPE0515GJPB.html）
更可怕的是這家夥可以長到差不多2米長，而寒武紀大部分動物的平均體型只有厘米級甚至毫米級，在這樣的大魔王面前，生還的幾率幾乎為零。
奇蝦複原圖（圖片來源：譚超）
數量龐大的節肢動物
論單挑能力，無可置疑，奇蝦是寒武紀最強王者。不過如果從物種總量來說，真正的霸主，卻是不起眼的節肢動物。節肢類物種是寒武紀數量最多的物種，其數量遠遠超過了奇蝦，化石物種數量佔動物化石總數的37%。它們也是分布範圍最廣的動物，幾乎佔領了整個海洋。
澄江動物群各門類化石數量佔比，奇蝦類作為頂級捕食者，數量隻佔了個零頭
（圖片來源：《雲南寒武紀早期澄江動物群古群落分析》 趙方臣 朱茂炎 胡世學）
類似二戰中的德國虎式與蘇聯T-34這兩種坦克，精益求精的虎式在火力和防護上完爆對手，單挑戰力無敵。不過，由於造價低，工藝簡單，生產快，操作和維護簡便，T-34很快就形成了絕對的數量優勢，把虎式淹沒在裝甲洪流之中。在弱肉強食的生態系統中也是這樣，並不單純比拚戰鬥力。
最成功的物種，往往不是站在食物鏈頂端的精英。越往頂端走，總體能量越少，越不穩定。雖然沒有天敵，不用擔心被捕食，但是容易受到環境變化的影響。下級生態鏈中某一環節有波動，生存就會受到威脅。而那些最能適應壞境的群體，可以有效獲取能量，抵抗威脅它們生存的因素，這些物種才是成功的物種。畢竟生命的第一要義是生存。
蟲群之心——三葉動物
三葉動物是節肢動物中重要的一類。在5億多年前，某一節肢動物分化為海怪蟲、納羅蟲、盾蓋蟲、赫爾梅蒂類和三葉蟲。這些動物處在食物鏈的中下層，捕食小動物，清理著海底的有機殘渣，同時，自己也是奇蝦、角石、魚類以及其他肉食節肢動物的可口點心。
幾種三葉形動物 從左至右：灰姑娘蟲（海怪蟲類），刺狀納羅蟲（納羅蟲類），膜狀謎蟲（盾蓋蟲類），冠尾海豐蟲（赫爾梅蒂類）
（圖片來源：譚超、趙方臣）
三葉蟲是其中的佼佼者。從寒武紀誕生，奧陶紀的巔峰，志留紀的衰落，到二疊紀徹底涼涼，在地球上生存了2億多年。
（圖片來源：譚超）
始萊德利基蟲是三葉蟲家族的主心骨。它們把當時生物界最“炫酷”的幾個“黑科技”（外骨骼，分節附肢，以及眼睛），整合在一起，開創了“家族式身體結構”。所謂家族式身體結構，即身體分為頭甲、胸甲、尾甲三部分，中軸隆起，稱為軸葉，兩側為兩片肋葉。頭部長了一對地球上最早出現的複眼，全身被硬化外骨骼覆蓋，為了防禦外敵，頭甲兩側和尾甲設有長刺。腹部兩列是用來移動和呼吸的分節附肢。
始萊德利基蟲化石
（圖片來源：南京古生物博物館）
這種身體結構在當時演化得十分先進，因此，該種生物沒有競爭對手，便迅速形成了龐大的種群。三葉蟲家族中其他成員也在此基礎之上不斷演化發展，隨後，三葉蟲佔領了寒武紀海洋。
不過，它們也有弱點。雖然外骨骼帶給它們堅硬的攻防武器，但這些外殼不能隨身體長大，在生長的過程中，它們會定期蛻皮。我們都知道，剛蛻皮的小龍蝦柔嫩鮮美，而寒武紀時期的“捕食者們”也是這樣認為的……
正在蛻皮的昆蟲。包括節肢、葉足、曳鰓、線蟲等，都屬於蛻皮動物
（圖片來源：www.cd-pa.com）
此外，三葉蟲的節肢類“親戚”——螯肢動物，有著強壯的螯肢，三葉蟲沒有螯肢，它的附肢也仍然是比較原始的雙肢型附肢，力量差，游泳能力很弱，移動速度慢。雖然身披重甲，但仍然難逃被捕食的命運。隨著時代的變遷，其他競爭者後來居上。在奧陶紀，它們面臨著更大的挑戰，因為它們的硬殼盔甲已經無法防禦角石（一種頭足類動物）的尖牙和觸手。到了更晚一些的志留紀，凶猛的頜魚類也對三葉蟲的生存形成了更大的威脅，漸漸地，直到二疊紀，三葉蟲全部滅絕。
（圖片來源：譚超）
不過，三葉蟲所屬的門類——節肢類動物，該類物種生命卻一直在地球上延續，不斷進化，翼翅鱟、節胸蜈蚣這樣的巨型怪物也得以產生，使得節肢類動物重現了霸主的榮耀。
結語
生命的本質是生存，換句話說，就是消滅有威脅的敵人，爭奪、利用有限的資源。當兩個物種生態位重疊的時候，勢必是一場你死我活的爭鬥。時至今日，人類站在了地球霸主之巔，回首看看這些淹沒在歷史煙塵中的物種先驅，我們更應感受到強烈的危機。
寒武霸主——奇蝦與三葉蟲（圖片來源：譚超）
最後，用一張圖幫大家複習剛才提到的動物類群關係：
奇蝦與三葉蟲都屬於蛻皮動物總門下的泛節肢類動物，三葉蟲和螯肢類（蜘蛛、蠍子、鱟等）的關係還是比較近，奇蝦和葉足類（微網蟲、爪網蟲等）比較接近（圖片來源：譚超）
感謝趙方臣、殷宗軍研究員給予指導和幫助
圖片除注明外，版權歸作者所有
參考文獻:
1. 動物世界的黎明 陳均遠
2. 雲南寒武紀早期澄江動物群古群落分析 趙方臣 朱茂炎 胡世學
作者部門：中國科學院南京地質古生物研究所
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