在夜间潜入深水,探索海洋古生物的绚丽

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  编者按:

  本期的作者是一个古生物爱好者,着迷海洋古生物,经常想象自己见到这些奇妙生命的画面。今天,我们跟随作者一起开个脑洞:穿越回古老海洋。。。。。。

  世界上最大的生物迁移,发生在夜幕降临之后。

  夜已深,为了获得更丰富的氧气和食物,大约一亿吨的生物会从海洋透光带以下,上升到靠近地表的上层;在太阳升起时,它们又重新返回海洋深处,日复一日,促成浅海和深海间的物质循环。

  从奥陶纪的浮游生物大爆发之后,这一宏伟的奇观每晚都在海洋中往复发生。

  Part.1

  黑水摄影:浮游生物的绮丽万象

  在夜间,通过船或浮标将灯悬挂在水下 12米左右的位置,之后下潜,寻找尽可能深的海水,利用照相机摄制出水中小生灵们的画面——这就是黑水摄影。

  中生代的浮游蟹类迷惑丽魔蟹 (Callichimaera perplexa),类似于现在螃蟹的大眼幼体,可能是幼态持续现象,摄于早白垩纪 

  (图片来源:作者绘制)

  微小的浮游动物从深处向灯光升起,一系列神奇的生物接踵而至。在各个时代,凝胶状的远洋无脊椎动物,如水母、栉水母是海中生灵中占多数的动物种群。但是不同年代,又存在一些具有年代印记的物种。

  奥陶纪,浮游三叶虫、牙形石和甲胄鱼的幼体是最独特有趣的海中小精灵;

  泥盆纪,则是在泥盆纪游泳动物革命中新诞生的、拥有浮游幼体的菊石和有颌鱼类的幼鱼;

  中生代,漂游海百合和节肢动物幼体亦是一道绮丽的风景线。

  Part.2

  现在,时空来到了2200年。

  此时,时空穿越技术出现,而穿梭于各个地质年代拍摄古生物便成为了可能。接下来,我们会请到摄影师——程文,来向我们讲述她在“黑水古生物摄影”中的有趣经历。

  矛形小箭石(Belemnella Lanceolata),中生代最后的游泳动物群的成员,与摄影师摄于马斯特里赫特阶 

  (图片来源:作者绘制)

  Part.3

  外星异客:古生代的浮游生命

  大多数古生物科普向读者介绍的都是生物的成体部分——突出它们那数米长的巨大身形,展示那如磐石般强壮坚硬的铠甲。

  然而,那些巨型古生物从小就是如此硕大无朋吗?很明显,不是。

  和现代生物一样,古老的海洋生物也要经历发育的三个主要阶段——幼年、生殖阶段和终末阶段。实际上,很多古生物的幼体与成年对象具有不同的外貌,甚至呈现着不同的行为,讲述着远古时期的独特故事。

  有一些浮游幼体将在海水中度过一生,而其他浮游生物却会进一步发育,定居在沙子中,或者不断成长,成为在远洋中上层游泳生活的种类。这些幼体才是古生物黑水潜水的真正瑰宝。

  我印象最深刻的黑水古生物,是一只晚志留纪的大眼翼肢鲎(Pterygotus macrophthalmus)幼体

  在我发现它时,仅仅只有几厘米的它正在捕食着一只比它还小得多的牙形石幼体——几厘米的身体,传达着弱肉强食就是不变的真理。

  正在捕食牙形石的大眼翼肢鲎(Pterygotus macrophthalmus)幼体,摄于晚志留纪 

  (图片来源:作者绘制)

  相比于超过2米长的成年翼肢鲎,幼体时的翼肢鲎更有其美丽之处。半透明的身体反射着天蓝的光,橙黄色的内脏透过薄薄的甲壳清晰可见。

  大部分翼肢鲎幼体具有的特征—-相对于身体更大的眼睛和附肢,在板足鲎幼体上同样表现的很明显,当然,它们还有一些其他的特征

  板足鲎幼体具有比成体更大的单眼,在出现复眼之前的生命初期,单眼帮助板足鲎好奇地打量这个世界;而它们后续长出的复眼,也比成体比例更大,更靠近两侧。

  另外,它们具有相对比例更大的头胸甲。甲壳的中心部分突出,甲壳后侧的刺可能发育,使整个身体接近三叶状,与鲎的“三叶幼体”有异曲同工之妙。这也同样暗示着螯肢动物和三叶虫的亲缘关系。

  但与它们的现代亲戚——鲎不同的是,幼体的板足鲎只有9个腹部体节,每次蜕皮增加一节。在成长中,幼体板足鲎先发育后腹部的6个体节,后完善前腹部的体节,而鲎是直接出生就具有完善的体节。

  另外,它们还与现代海洋中的虾蟹相似:小的钳子(螯肢),以及更多分瓣,更大的尾扇,用来平衡它们矫健的泳姿。

  而它的猎物——牙形石,在奥陶纪、志留纪、直到它们灭绝的三叠纪,都是海洋浮游生物的重要组成部分。它们是目前已知最丰富、分布最广的海相动物化石,也是全球晚寒武世至三叠纪末(5.2亿-2.05亿年之间)海相生物地层中最具分辨率的生物门类之一。

  闭着嘴的牙形石奥泽克刺(Ozarkodina),摄于奥陶纪——早三叠纪

  (图片来源:作者绘制)

   我拍摄的这一条奥陶纪——早三叠纪的牙形石奥泽克刺(Ozarkodina)——被称为活着的“牙形石载体”(对于这些分类尚未完全确定的动物的最准确称呼),是一些细长的、形似蠕虫、头部具有牙形石的生物

  它们身体两侧交错排列着V字形肌节,和文昌鱼相似。而其他脊椎动物,包括七鳃鳗,盲鳗,甚至是最早的化石鱼类的肌节都为“W”形,现生动物中,只有文昌鱼具有此形态的肌节,但牙形石的肌肉纤维却与灭绝无颌类相似。

  它像鱼又不像鱼:末端具尾鳍;背部有一条棒状脊索,头的两侧为一对球状的大眼睛,由软骨包被,这些证据证明其与无颌类有着不可割裂的亲缘关系。

  在拍摄时,这条牙形石正瞪着反射着橙红色光芒的大眼睛,挥舞着尾鳍向前游动;突然,它猛地张开大嘴,露出琥珀色的满嘴尖牙……

  在生活时,牙形石载体的磷酸盐牙齿通常呈浅琥珀色,半透明略微发白。另外,牙形石可能属于“食道口动物”,与有颌类的“颌口动物”相对。和现在的七鳃鳗、盲鳗一样,它们应该也是能闭上嘴的。在这次摄影中,我也有幸捕捉到了奇异的它们张嘴闭嘴,在可爱和恐怖之间无缝切换的影像。

  张开嘴的奥泽克刺(Ozarkodina),露出嘴中浅琥珀色的牙形石——磷酸盐组成的“牙齿”。摄于奥陶纪——早三叠纪 

  (图片来源:作者绘制)

  另一个小精灵是一众三叶虫中的异类,蚜头虫目(Proetida)的远瞩虫科(Telephinidae)

  它们是少有的浮游三叶虫,具有巨大的眼睛,占据了头部两侧(游离颊)的大部分空间,可以看到前后、左右甚至上下。它们还拥有流线型的身体,以及小的尾部,是活跃的视觉主导的浮游动物。因为身体的重量主要位于头部,这些小家伙可能会以倒立之姿,以腹部向上的方向游泳。

  当我发现它时,它正在水中倒立飞行着。身体两侧长长的颊刺伸向两侧后方,透明和白色交织的触角随着水流向后摇摆;巨大的眼睛闪烁着,长长的尾丝延伸到身后,身体中轴的内脏则透过碳酸钙组成的薄壳反射出橙黄色的光芒……

  作为海洋浮游节肢动物,远瞩虫科如磷虾一般,在隐秘的黑暗海洋里熠熠生辉。而它们,便是奥陶纪的磷虾。

  浮游的美丽三叶虫远瞩虫科Telephinidae,摄于奥陶纪

  (图片来源:作者绘制)

  Part.4

  前朝盛世:中生代的黑水生物

  虽然黑水摄影是在很深的海水中进行的,但这只是说海水很深,并不意味着拍摄者需要深入寻找主题。因为很多时候,拍摄是在接近水面处进行的,拍摄对象还会投射出水的波纹,增加另一份浮世的美感。

  在水面附近的最典型的生物,便是中生代繁盛的浮游海百合,他们是海百合历史上最活跃的篇章。所有现代的海百合都是底栖的滤食动物,但一些化石海百合,如次棱角海百合Seirocrinus、创孔海百合Traumatocrinus和Melocrinus却是远洋的“假浮游生物”

  为什么说他们是“假浮游生物”呢?

  因为它们附着在浮木上,有长长的,绳索状的茎和扩大的,永久张开的须腕,营被动滤食生活,对于吃喝非常“佛系”。

  然而,另一些浮木上生活的海百合则具有短而强壮的腕以及卷须,表明它是主动滤食性的;还有一些海百合具有浮力囊,利用边界层的速度梯度在水中独立漂浮。

  五角海百合(Pentacrinites briareus)的幼体,属于远洋浮木上生活的“主动”滤食生物 

  (图片来源:作者绘制)

  这只红色的五角海百合(Pentacrinites briareus)幼体就正附着在远洋浮木上。

  它直径大约30 cm,具备20 cm长的茎;茎和萼上密布着圆柱形的卷毛,覆盖着整个茎,可以引起水流冲刷以获取食物,这代表它们已经进化为一个积极的过滤者(像双壳类和藤壶),而不是现代海百合那样的被动滤食生物。

  犹因他海百合(Uintacrinus)则与现代的海百合区别更大——它们有非常大的球形萼,起到浮囊的作用。犹因他海百合可以把自己变成气球,悬浮于海床上方,而长长的腕则在泥底表面搜寻食物。

  它们的表面由许多五边形或者六边形的小板块组成,与大名鼎鼎的“足球烯”同出一辙——这是增强结构强度的良好方式。

  海床附近犹如鬼魅般悬浮的犹因他海百合(Uintacrinus),将萼部变为浮力囊使自身在水中半漂浮,摄于白垩纪 

  (图片来源:作者绘制)

  Part.5

  白垩纪海洋中,鱼类幼体和头足类的奇妙旅行

  在前往白垩纪末的旅行中,我有幸抓拍到了一只班纳博格米努斯鱼(Bananogmius)的幼体。它们属于塞纳命运鱼目 (Tselfatiformes),拉丁名意为“香蕉背鳍”,即有着背鳍高高耸起,形状特异。

  它们是一种大鱼,成体体长约1.2~1.8米,高约是身长的三分之一到二分之一之间,具有扁平的下颚和盘状的颚骨,可能是以软体动物为食。它们生存于晚白垩纪的西部内陆海道,一直生活到新生代初。 

  幼体的班纳博格米努斯鱼完全没有成体那样伟岸,但也能让人一眼分辨出它的种类——和现代的狮子鱼一样,幼体班纳博格米努斯鱼的鳍着色尚不鲜艳,但相对比例要比成体还大得多。它被灯光吸引而来,挺立着高耸的背鳍和臀鳍,向我展示着它的美丽。

  班纳博格米努斯鱼(Bananogmius)的幼体,有着巨大的背鳍和臀鳍、摄于晚白垩纪 

  (图片来源:作者绘制)

  白垩纪菊石非常常见,但是菊石产卵的场景却很稀少——迄今为止,并没有发现过太多菊石卵的化石。在整个中生代,繁盛的菊石们繁殖策略多种多样,可能有枪乌贼式产于海藻、海底的种类,也可能有和现代大洋鱿鱼一样的浮游卵类型。但目前发现的菊石卵化石大多数是扎堆的枪乌贼式,这只晚白垩纪的科斯马特菊石(Kossmaticeras densicostatus)也应该不例外

  与大众认知相反,现在形成的海底森林大型褐藻,实际上在地质年代上相当年轻——它们直到晚白垩纪才出现,在新生代大量繁盛。

  在这种有点像马尾藻的白垩纪褐藻(Julescraneia)上,我看见了一只菊石母亲的身影,它正在守护着自己的卵,但这些卵可能已经难以孵化——毕竟此时已是白垩纪末,刚刚撞击过地球的小行星将会很快引起海水酸化,杀死这些需要钙质来发育的小菊石。

  雌性科斯马特菊石(Kossmaticeras densicostatus)在晚白垩纪褐藻Julescraneia上产卵。摄于晚白垩纪 

  (图片来源:作者绘制)

  当然,在现在的海洋中,已经孵化出的菊石幼体还能幸存一段时间。这只盔菊石的幼体看起来刚孵化不久,外壳很薄,在灯光下呈现半透明,露出内部复杂精细的缝合线。

  而在它伸出壳口的软体部分,忽明忽暗的色素细胞点缀着萤火的光辉,神秘而又典雅,但这绚丽同样也无法长久——所有菊石都会消失在小行星撞击带来的大灭绝中。

  菊石的幼体,具备很薄(小于0.1mm)的壳,在灯光下可能呈半透明,露出细密的缝合线,摄于晚白垩纪 

  (图片来源:作者绘制)

  好啦,这次就先说到这里,我的黑水古生物摄影之旅也要告一段落了。但我还有一些想说的——现代的海洋,只是它在地质年代上的一个微小截面,而过去的时代里,广袤又隐秘的海洋,是我们的星球巨大、重要的一部分。

  在这里,曾经栖息过那样多的美丽生物,即使我有这能穿越时空的相机,也只摄得这茫茫大海之中的一叶扁舟。

  现代的海洋世界五彩斑斓,绚丽多姿,那远古的海洋生命正生鲜活游动的时候,又怎么会是如今发掘出的,这灰暗粗糙的化石模样呢?

  同样是有血有肉的生灵,如果我们能在当时的海洋中见到它们,这些古生物也应当和现代的海洋生物一样,是美丽鲜活而又灵动精致的吧

  因此,我选择了这项职业——穿越时空拍摄这些古生物,捕捉它们生命的美感,用最飘逸的形态,最剔透的半透明颜色描绘出他们最栩栩如生的样貌。

  当拍摄这些照片时,我向人们展示着他们从未触及过的世界,让人们发觉——原来,远古的生命也是如此绚丽。

  参考文献:

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  出品:科普中国

  制作:古明地恋

  监制:中国科学院计算机网络信息中心

  (本文中标明来源的图片已获得授权)


新闻来源:新浪