節肢動物的外形精密複雜,而更強大的脊椎動物卻十分簡單,何故?

2024年11月17日09:12:08 科學 1090

世界上的動物種類繁多,每一種動物都以其獨特的生存策略佔據着一席之地。

只要你注意觀察就會發現一個有趣的現象,那些相對體型較小的節肢動物,比如各類昆蟲、鱟、蜘蛛和蠍子,它們的外形都極為複雜且高度精密,不僅身着華麗的甲胄,還配備有各式各樣的武器。反觀更加高等的脊椎動物,外形卻相對比較簡單,即便是體型巨大的犀牛大象,外部形態也是一目了然。為什麼越高等顯得就越簡單呢?這就與動物們的進化選擇有關了。

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寒武紀早期,地球上的動物形態還都是比較簡單的,各種各樣的動物長相都很隨意,有的是個扁片、有的是個圓球,之所以會這樣是因為彼時地球的生存資源極為充沛。

在地球生命誕生之後的很長一段時間裏,生命形式都是最為簡單的單細胞生產者形態,所以積攢了大量的營養物質,在寒武紀時期,動物們幾乎不用費什麼勁就可以輕易獲得生存所需的物質資源,自然也就無須變得更好。後來,動物的數量逐漸增多,生存資源相應減少,競爭出現並逐漸變得激烈。

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要想在這場生存競爭中獲得勝利,就必須讓自己變得強大,既要有足夠的防禦能力,也要有強大的捕食能力,於是一些動物開始「疊甲」,它們就是節肢動物的祖先。

不得不說,節肢動物的進化方向是十分高效的,率先穿上盔甲的節肢動物很快便獲得了生存優勢,完全不用擔心被其它動物吃掉,而用甲胄組裝而成的武器也可以將其它動物輕易變成美餐。毫無疑問,這一時期的節肢動物絕對是處於支配地位的,而脊椎動物的祖先完全被節肢動物當成了食物。

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彼時的脊椎動物祖先還只是一些完全沒有攻擊和防禦能力的「肉球」或「肉腸」,為了能夠生存下去,它們之中的一部分也開始了進化,這是一種截然不同的進化方向,它們在體內進化出了一種關鍵性的結構:脊索

脊索是一種內骨骼,具有彈性,而與之同時出現的還有神經系統。因為脊索的出現,脊椎動物的祖先擁有了超強的運動能力,而神經系統的出現則讓它們擁有了動物界最快的神經信號傳導速度,隨着這兩方面的日趨成熟,一種非常強大的脊椎動物誕生了,它們就是魚類。

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魚類將早期用來支撐鰓孔的骨骼結構進行了改造,形成了一種新的結構:下頜,於是一種新的器官誕生了,它就是嘴。

從此,脊椎動物與節肢動物的地位徹底發生了轉換,脊椎動物不僅不會再受節肢動物的壓制,反而節肢動物還成為了脊椎動物的食物。節肢動物先期的疊甲的確讓它們快速取得了競爭優勢,但這條進化之路的缺陷也非常明顯,因為遍布周身的甲胄在防禦外敵的同時,也會對自身形成束縛,這讓它們很難增大體型,而體型恰恰是生存競爭中最具優勢的一項指標。

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節肢動物是依靠無髓神經纖維進行信號傳導的,速度約為每秒1米,而脊椎動物依靠有髓神經纖維傳導,速度可達每秒100米,顯然,脊椎動物的反應速度是節肢動物無法比擬的。

再有,脊椎動物的內骨骼可以很粗壯,而節肢動物的外骨骼卻都是片狀的,在面對大體型生物時,防禦能力十分有限。所以說,節肢動物選擇了一條先期快速強大而後勁不足的進化之路,脊椎動物則恰恰相反,時至今日,節肢動物的一身甲胄也只是看起來威風,面對脊椎動物已是毫無優勢可言。

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