继续"河鲜海鲜"系列。说到"河鲜海鲜",怎么能少得了甲壳动物呢?井蛙曾经里介绍过,"甲壳动物"是一个特别庞大,特别复杂,特别多样的演化支,理论上连昆虫(六足类)也包含在内(参见第一百七十二回 聊聊节肢动物的分类)。不过本回只谈"最正统"的甲壳动物——软甲纲(Malacostraca)。
相比其他甲壳动物(不包括昆虫),软甲纲有许多"进步"的特征:头节,胸节和腹节有明显的分化;附肢具有出各种复杂的形态,比如头部的触角和口器,主司爬行的胸肢,负责游泳的腹肢和尾扇;呼吸和运动独立进行;感官和神经系统发达,等等。这些特征合在一起,再加上适应游泳的流线形身体,基本上也就差不多是一只虾子的样子了。
一些现代"虾形"或者"半虾形"的软甲纲动物。其中A(塔斯马尼亚山虾Anaspides tasmaniae),B(西克曼山虾Allanaspides hickmani)和N(Paranaspides lacustris)属于山虾目;C(钩虾科)和H([虫戎]科)属于端足目;D(虾蛄科)和G(指虾蛄科)属于口足目;E(南极磷虾Euphausia superba)和P(Thysanopoda tricuspidata,燧磷虾属)属于磷虾目;F(巨大颚糠虾Gnathophausia gigas)和I(Lophogaster typicus,疣背糠虾属)属于疣背糠虾目;J(Mysis sp.)属于糠虾目;K(双足叶虾Nebalia bipes)和L(Nebaliopsis sp.)属于薄甲目;M(樱虾科)和O(对虾科)属于十足目。图片来源自[1],标尺长度1厘米。
上图里的一些"虾"是不是看上去怪怪的,有点像"虫子"?没错,因为端足目,糠虾目和疣背糠虾目确实是潮虫,海蟑螂和大王具足虫(等足目)的近亲,它们同属于一个被称为"囊虾总目(Peracarida)"的分类单元。
囊虾总目主要类群的种类数和外形。除了上表中的7个目之外,囊虾总目还包括疣背糠虾目(Lophogastrida)和温泉虾目(Thermosbaenacea),有大约20000个现存种,占全部软甲纲的一半左右;其中等足目超过10000种,是仅次于十足目(约15000种)的软甲纲第二大目。图片来源自[2]。
我们最熟悉的软甲纲动物是真虾总目(Eucarida)十足目(Decapoda)的成员,特别是那些做熟后会变成鲜艳的橙红色,揭开头胸甲,里面是绵软滑嫩的膏和黄;剥去腹壳,露出紧致爽弹的白肉……的大中型种类。囊虾总目虽然种类不少,但是体小(一般就是潮虫那么大,最大的是大王具足虫Bathynomus giganteus),肉少,味道差,没什么经济价值,人们自然也就不屑一顾了。
十足目应该是和人们的生活关系最密切的节肢动物了。人们脑海中"甲壳动物"的形象和认识,基本上都来自十足目。和十足目的"十足虾"一比,囊虾类只能被扫入"虫子"一类了。图片来源自网络。
从命名上也能看出人类的厚此薄彼。十足目和磷虾目被归入"真虾总目",言外之意就是其他的"虾"不那么"真"呗。其实皮皮虾(口足目,掠虾亚纲)和真虾总目的亲缘关系更远,但是因为好吃的缘故,人们还是把它们当做"虾"而不是虫子,真是十足的吃货标准。
井蛙最近非常关注分子生物学对传统分类单元的冲击,这回再放一张根据86种现存软甲纲动物的基因分析绘制的系统发育关系图。和上回软体动物的那张相比,软甲纲没有那么颠覆,亚纲和总目一级的分类基本靠谱,除了掠虾亚纲是个并系群。十足目内部需要调整的比较多,再把磷虾目并进去。可以看到:真虾总目和囊虾总目同属于真软甲亚纲,基围虾小龙虾大闸蟹和潮虫的亲缘关系比和皮皮虾(掠虾亚纲)要近得多。图片来源自[3]。
"囊虾"这个名字得自雌性胸节下方的"育卵囊(Marsupium)"。这类动物会把受精卵储存在囊中,随身携带,提供保护。其实软甲纲动物大都会把受精卵带在身上一段时间,不过存放的位置各不相同。
一种现代糠虾Praunus flexuosus(囊虾总目糠虾目),注意头胸甲下方装满受精卵的育卵囊。图片来源自网络。
十足目把卵粘在腹部下方的游泳足上,比如这只携卵的小虾。样子和上面的糠虾似乎差不多,但是它的卵是放在腹部下面的。图片来源自网络。
那些身披重甲的大家伙们也是一样。图片来源自网络。
大多数口足目的皮皮虾把卵藏在洞穴里,但孔雀螳螂虾( Odontodactylus scyllarus )把卵团抱在怀里孵化。图片来源自网络。
刚刚孵化的囊虾类幼体和成体非常相似,它们不像其他的甲壳类动物那样经历漫长的浮游生活和变态发育。这也是囊虾类的主要特征之一。
一只携带幼体的深海等足目动物。这些刚刚孵化的幼体除了体型小,样子已经和成体相差无几了。它们很快就会离开母亲独立生活。图片来源自网络。
而其他甲壳动物的发育过程就非常复杂了。它们普遍要经历无节幼体(Nauplius,见上图),溞状幼体(Protozoea,见下图)等等多个阶段,几轮变态后才会变得像成体。图片来源自网络。
在三叶虫和板足鲎逐渐凋零后,甲壳动物崛起成为水生节肢动物的主力军。在古生代晚期(石炭纪到二叠纪),最常见的甲壳动物属于囊虾总目的臀头虾目(Pygocephalomorpha)。如果穿越到石炭纪,能吃到的虾(参见第一百六十二回 直播:怎样在石炭纪吃虾),基本上都是这一类动物。
"臀头虾"这个名字听起来有些滑稽,不过它们的样子其实很普通,甚至有点眼熟。
臀头虾类身体结构复原图。任谁看到都要问:这不就是一只龙虾吗?图片来源自[4]。
臀头虾有愈合成一体的头胸甲,发达的腹部和厚实的外骨骼。这让它们看上去不太像囊虾总目的亲戚们,而更像真虾总目的龙虾或者鳌虾。它们的生活习性应该也更接近现代底栖虾蟹,相比游泳,更擅长在水底岸边爬行或者打洞,清理动植物的残体。
因为臀头虾目太像十足目的虾类了,许多标本一开始被当成是原始的螯虾,比如石炭纪的特里奥虾科(Tealliocarididae),就曾被归入十足目[5]。后来在它们身上找到了育卵囊的痕迹,于是划归臀头虾目。
晚石炭世特里奥虾类Pseudotealliocaris holthuisi化石。产地:美国肯塔基州。图片来源自[6]。
一些特里奥虾类形态复原图。A:Pseudotealliocaris holthuisi;B:Pseudotealliocaris palinscari;C:Pseudotealliocaris etheridgei; D:Tealliocaris woodwardi。图片来源自[6],标尺长度5毫米。
两种特里奥虾类化石上的育卵囊印痕(箭头指示处)。A:Tealliocaris robusta;B:Tealliocaris palincsari。这个发现确定了特里奥虾科属于囊虾总目臀头虾目,而非之前认为的真虾总目十足目。图片来源自[7]。
臀头虾目在石炭纪到二叠纪广泛分布在浅海和淡水河湖中。它们的硬壳很容易形成化石,在世界各地都有发现。
早二叠世臀头虾Mamayocaris serendipitous化石。产地:美国德克萨斯州。人们发现了上百个这种臀头虾的化石标本,大部分是蜕下的空壳。图片来源自[8],标尺长度1厘米。
三种晚二叠世臀头虾化石和结构复原图。上:Permocaris purperae;中:Iraticaris damianii;下:Pittinucaris wuerdigae。产地:巴西巴拉纳盆地(Paraná Basin)。图片来源自[9] ,标尺长度2毫米。
早二叠世臀头虾Hoplita ginsburgi 化石和复原图。产地:乌拉圭。它能长到5厘米长,在臀头虾当中已经是少有的大块头了。有点像一只拇指大小的无螯龙虾,感觉挺萌的,真想养起来当宠物。图片来源自[10] ,标尺长度5毫米。
更多Hoplita ginsburgi的化石。这种臀头虾似乎是群居的。从腹面的印痕看,还真有点像潮虫啊。图片来源自[10]。
二叠纪臀头虾Fujianocaris bifurcatus(中文名应该是"某某福建虾")化石,在福建省和湖南省都有发现。图片来源自[11]。
另一种福建省发现的早二叠世臀头虾Tylocaris asiaticus化石。图片来源自[11]。
Fujianocaris bifurcatus(A)和Tylocaris asiaticus(B)外骨骼的复原图。许多臀头虾的腹部明显萎缩退化,如果给它们足够的时间,不知道是不是会出现像螃蟹那样的"短尾型"种类来。图片来源自[11],标尺长度5毫米。
然而臀头虾注定没有机会演化成"臀头蟹"了。兴盛一时的臀头虾目在二叠纪末全部灭绝,倒是那些不常见的类群一直延续到今天。生存还是毁灭,有时候真的是,没道理可讲。
古生代晚期的其他软甲纲动物留下的化石稀少而破碎,和臀头虾根本没法比(结果偏偏是臀头虾灭绝了,再次唏嘘一下)。
晚石炭世的涟虫Ophthalmdiastylis parvulorostrum(囊虾总目涟虫目)化石。产地:美国堪萨斯州。这个标本保存了部分头胸甲和一对带柄的复眼。图片来源自[12]。
一种现代涟虫Bodotria scorpioides。绝大多数涟虫体长都在1厘米以下。图片来源自网络。
除了囊虾总目和真虾总目,真软甲亚纲里还有一个更原始的合虾总目(也叫原虾总目,Syncarida)。它们的化石记录在石炭纪到二叠纪也不少。
早二叠世山虾类Uronectes fimbriatus(合虾总目山虾目) 化石。产地:德国。图片来源自[13],标尺长度5毫米。
一大群Uronectes fimbriatus聚在一起形成的化石。图片来源自[13],标尺长度1厘米。
一种现代山虾Koonunga allambiensis。现代山虾类已经被其他甲壳动物驱赶到海岛,洞穴和地下暗河等等边缘地带了。图片来源自[14]。
十足目的化石更加稀少,主要是一些头胸甲和螯的碎片。虾兵蟹将们四处横行的故事,要到侏罗纪的回目里介绍了。
二叠纪晚期的十足目动物Protoclytiopsis antiqua头胸甲化石。它的个头大概和今天的小龙虾差不多。图片来源自[15],标尺长度1厘米。
这是一只早二叠世淡水螯虾钳子的碎片(长4.2厘米),在南极洲横贯山脉中部发现,是目前发现的十足目螯虾类最早的化石证据。图片来源自[16]。
这样看起来,二叠纪的十足目螯虾比臀头虾大得多,一般来说,大灭绝更容易消灭掉那些个头大的动物。为什么十足目幸存而臀头虾目反而灭绝了呢?想不明白。不过对一众吃货来说,这应该是最好的结果了。
好了,这份来自二叠纪的海鲜锅里,就只差一道食材了:
(图片来源自网络)
最后是花絮时间:
井蛙正在埋头写作,老婆走过来:
——"老公,今天写的是什么啊?"
——"虾啊,老婆。老婆,真虾。老婆,真是虾。老婆,是真虾……"
地球名片
生物分类:动物界-节肢动物门-有颚亚门-泛甲壳类-软甲纲-真软甲亚纲-囊虾总目
存在时间:石炭纪? 至 现代
现存种类:约20000种
化石种类:不明
生活环境:海洋,淡水,陆地,寄生
代表特征:种类繁多,形态 多样。略呈虾形,雌性胸肢内侧有育卵囊容纳受精卵;发育无明显变态
包含类群:穴虾目,糠虾目,涟虫目,端足目,等足目,原足目,混足目,疣背糠虾目,温泉虾目,†臀头虾目
参考文献:
[1] Verena Kutschera, Andreas Maas, Gerd Mayer, et al., Calcitic sclerites at base of malacostracan pleopods (Crustacea) – part of a coxa. BMC Evolutionary Biology, 15(2015): 117, DOI: 10.1186/s12862-015-0357-6
[2] ANGELIKA BRANDT, On the origin and evolution of Antarctic Peracarida (Crustacea, Malacostraca). SCI. MAR., 63 (Supl. 1): 261-274
[3] Shen Xin, Tian Mei, Yan Binlun, Chu Kahou. 2015. Phylomitogenomics of Malacostraca (Arthropoda: Crustacea). Acta Oceanologica Sinica, 34(2): 84–92, doi: 10.1007/s13131-015-0583-1
[4] SUZANA APARECIDA MATOS, FLAVIO AUGUSTO PRETTO, MARCELLO GUIMARÃES SIMÕES, TAFONOMIA DOS PYGOCEPHALOMORPHA (CRUSTACEA, PERACARIDA, MALACOSTRACA), PERMIANO, BACIA DO PARANÁ, BRASIL, E SEU SIGNIFICADO PALEOAMBIENTAL. Rev. bras. paleontol., 16(1): 97-114, 2013, doi: 10.4072/rbp.2013.1.08
[5] Neil D. L . Clark, Tealliocaris: a decapod crustacean from the Carboniferous of Scotland. Palaeodiversity 6: 107–133; Stuttgart, 30 December 2013
[6] MOHAMMAD IRHAM, FREDERICK R. SCHRAM, RONALD VONK, A NEW SPECIES OF PYGOCEPHALOMORPHA (EUMALACOSTRACA, PERACARIDA) FROM THE LEITCHFIELD FORMATION, LOWER CARBONIFEROUS (MISSISSIPPIAN) OF GRAYSON COUNTY, KENTUCKY, U.S.A. Studies on Malacostraca: 343-355
[7] WADE T. JONES, RODNEY M. FELDMANN, FREDERICK R. SCHRAM, et al., The proof is in the pouch: Tealliocaris is a peracarid. Palaeodiversity, 9: 75–88, 2016, DOI: 10.18476/pale.v9.a5
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[13] Markus Poschmann, Thomas Schindler, Ortwin Emrich, Ein Massenvorkommen syncarider Krebse (Malacostraca) aus dem Rotliegend des Saar-Nahe-Beckens (Rheinland-Pfalz, SW-Deutschland). Mainzer naturwiss, Archiv 55 S, 37–49, 2018
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[15] Julien Devillez, Sylvain Charbonnier, The genus Eryma Meyer, 1840 (Crustacea: Decapoda: Erymidae): new synonyms, systematic and stratigraphic implications. Bull. Soc. géol. Fr., BSGF - Earth Sciences Bulletin 2017, 188, 15, DOI: 10.1051/bsgf/2017178
[16] Loren E. Babcock, Molly F. Miller, John L. Isbell, et al., Paleozoic-Mesozoic crayfish from Antarctica: Earliest evidence of freshwater decapod crustaceans. Geology, 1998, v. 26, no. 6, p. 539–542
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来源:知乎 www.zhihu.com
作者:攀缘的井蛙
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