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珊瑚的家族史


□ 张锋,李萍

  张锋 李萍

  说起珊瑚,人们很可能会想到海洋中五颜六色、千姿百态的珊瑚,也可能会想到著名的澳大利亚大堡礁,还可能想到“海上年轮”的美名。的确,珊瑚是一种神奇而又了不起的动物。

  “珊瑚”一词最早来自波斯语“xuruhak”,但其本意并非指生物,然而今天我们已经知道珊瑚是腔肠动物。珊瑚是一个庞大的家族,有着悠久的历史。我们经常会说某某家族历史悠久,然而,与珊瑚家族相比,即使人类的历史也显得非常短暂。那么,珊瑚大家族的祖先是谁?这个祖先又是什么时候出现的呢?

  在经典的生物分类体系中,珊瑚属于腔肠动物门;根据形态等特征,腔肠动物门分为三大类群:水螅虫纲(约2700种)、钵水母纲(只有200余种)和珊瑚纲(有6100多种)。由于珊瑚种数多而且形态多样,很多人把水螅虫和钵水母误当成珊瑚。 根据形态和生长方式等,科学家又将珊瑚纲分为四射珊瑚、六射珊瑚、八射珊瑚、床板珊瑚和日射珊瑚五个亚纲(也有人认为日射珊瑚属于床板珊瑚)。随着研究的不断深入,人们发现,腔肠动物门中有一大类都具有刺细胞,另外一大类则具有黏细胞。于是人们把具有刺细胞的这一大类单独划分出来,称为刺丝胞动物亚门,包括水螅纲、钵水母纲和珊瑚纲。如今,刺细胞动物亚门及其旗下的三个纲已经脱离了腔肠动物门的“统治”,升级为刺丝胞动物门,其巾的珊瑚纲又分为钝胶珊瑚亚纲、八射珊瑚亚纲和多射珊瑚亚纲。

  在古生代地层中,多射珊瑚亚纲扮演了十分重要的角色。按照形态结构和亲缘关系,多射珊瑚亚纲又可分为两大类:第一大类包括7个目,第二大类包括5个目。其中,第一大类中的四射珊瑚和床板珊瑚以及第二大类中的石珊瑚在珊瑚家族史乃至地质历史上都堪称最重要的3个珊瑚目,常见的珊瑚化石通常就是这三个目的成员。由于在划分和对比古生代以及中生代地层、解释沉积古地理等方面起着非常重要的作用,这三个目的珊瑚化石得到了古生物学家的格外重视。

  理清了珊瑚家族成员的关系后,我们就可以认识这个家族的历史了。

  最早的珊瑚从哪里来?

  最早的珊瑚是什么?这个问题目前还没有确切的答案。关于寒武纪(大约5.4亿—4.9亿多年前)甚至晚前寒武纪(大约6亿多年前)是否存在珊瑚或类似于珊瑚的动物,目前人们仍所知甚少。最近几十年来,在澳大利亚、加拿大、俄罗斯的西伯利亚等很多地方的寒武纪(或前寒武纪晚期)地层中,古生物学家曾发现大约40多个外观类似于珊瑚的化石,其中一些的形态与床板珊瑚相似,还有一些像四射珊瑚。但关于它们的分类地位,目前仍存在颇多争议。大多数学者倾向于认为:这些寒武纪的“珊瑚化石”中,绝大多数并不属于刺丝胞或珊瑚,而应归属于海绵、藻类或苔藓虫等类群,其中只有一小部分可能是刺丝胞动物(或珊瑚),但并非我们常说的四射珊瑚或床板珊瑚,暂时可将它们放在多射珊瑚亚纲的另外两个目中。

  可以肯定的是,珊瑚是由多细胞动物的祖先演化而来的。据研究,多细胞动物的祖先在发展中分为两支,一支演化为没有严格组织分化和消化腔的海绵动物;另一支演化为两胚层动物的祖先,进而演化为像刺细胞动物这样的两胚层动物。两胚层动物在生物演化史上具有一定的进步意义。

  一般认为,最原始的刺细胞动物是具有纤毛的、能自由游泳的动物,其形状很像浮浪幼虫,在细胞移入后形成原始二胚层的动物,发展成刺细胞动物。在水螅纲、钵水母纲和珊瑚纲中,水螅纲是最原始、最低等的一类,因为这三个纲都可以分成水螅型和水母型两类。在水螅纲中,水螅型与水母型的构造都比较简单,一种叫生殖腺的器官均来自外部胚层。在钵水母纲中,水螅型退化,水母型发达且结构较复杂。珊瑚纲中无水母型,只有结构复杂的水螅型。此外,钵水母纲与珊瑚纲的生殖腺均来自内部胚层。科学家据此认为,钵水母纲和珊瑚纲可能都是从水螅纲起源但按照不同的途径发展而来的;也就是说,最早的珊瑚可能是从水螅演化而来的。四射珊瑚和床板珊瑚的演化之旅

  目前为止,还没有人肯定前文捉到的、发现于寒武系的“珊瑚化石”是四射珊瑚或床板珊瑚的直接祖先,四射珊瑚与床板珊瑚的身世仍是未解之谜。根据现有的化石记录,最早的四射珊瑚和床板珊瑚化石分别出现于中奥陶统(约4.7亿年前)和早奥陶统(约4.8亿年前)。关于四射珊瑚的起源,目前尚无一致的说法,但一般可归纳为三种假说:起源于床板珊瑚,起源于寒武纪一种类似于珊瑚的祖先,或起源于海葵。古生物学家弗洛沃( Flower)认为,最早的四射珊瑚Favistina应为发现于早奥陶世的地衣珊瑚,属于床板珊瑚。苏联古生物学家索科洛夫( Sokolov)则主张四射珊瑚属于多谱系起源,即认为四射珊瑚有多个祖先。具体来说就是:块状群体四射珊瑚是从床板珊瑚中的地衣珊瑚演化而来,单体四射珊瑚则是从床板珊瑚中的喇叭孔珊瑚演化而来。但是英国古生物学家斯科鲁通( Scrutton)主张单系起源,认为一种具有骨骼的单体海葵最早形成了像中奥陶世的郎泊珊瑚或Primitophyllum,那样的结构非常简单的四射珊瑚。目前为止,大多数学者不认为四射珊瑚起源于寒武纪那种类似于珊瑚的祖先。

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摘自:大自然 2011年第02期  
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