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科学家一生苦寻“鱿鱼化石”无果:鱿鱼真的是外来生物吗?

头足类动物大多都是软软、黏黏、湿湿的,章鱼、鱿鱼、鹦鹉螺皆是如此。基于大量的化石,我们知晓了大多数头足类动物的历史,但种类最为丰富的鱿鱼却反而成了唯一一个例外。

科学家知晓鱿鱼诞生的大致时间,但根本无法证明,因为人类从未发现过鱿鱼化石。为此早期很多研究人员一生苦苦寻找,最终都一无所获,鱿鱼起源成了未解之谜。

有人更是戏称鱿鱼是外来物种,但事实真是这样吗?

图:鹦鹉螺

章鱼、鱿鱼、乌贼,傻傻分不清楚

现有的头足类动物主要分为两类:鹦鹉螺目与蛸亚纲,鹦鹉螺目现在只剩下鹦鹉螺老哥一个,而蛸亚纲兄弟姐妹众多,包括了章鱼、鱿鱼、乌贼(墨鱼)。

想搞清楚你每天吃的是什么?还需要将蛸亚纲继续划分:

八足目:章鱼只有八只脚,俗称巴蛸,没内壳,可以直接一口吃,日本人弄点芥末直接活吃的就是它。

十足目:鱿鱼与乌贼都有十只脚,其中两只是触手,鱿鱼吃的时候有个软软、半透明的角质内壳要吐掉,乌贼有个硬的石灰质(碳酸钙)的内壳。从外型上看,鱿鱼尖尖像火箭,末端带俩菱形的鳍;乌贼圆圆的,鳍长在周围一圈称为周鳍。

图:吸血乌贼

幽灵蛸科(蝙蝠蛸科):吸血乌贼,和吸血鬼习性相似,外观似蝙蝠,它们只生活幽暗的深海之中,寿命比其他乌贼都要长,具体啥口感,没吃过讲不了。

有些人可能有疑问,另一大分支鹦鹉螺是带壳的,不去找贝类,怎么跑来跟软体动物凑热闹?

图:奥陶纪头足类动物崛起,当时的头足类(带壳)能长到6米

实际上,从品相来说鹦鹉螺才是头足类的“正统”,因为头足类动物最早的祖先短棒角石就是带壳的。这些壳类似于昆虫类的外骨骼,后来一部分头足类动物在演化过程中将外骨骼包裹在内,逐渐变小,甚至像章鱼一样完全消失。

图:箭石化石,乌贼的祖先

外壳很容易在地质中留下痕迹,因此早期头足类动物的演化较为清晰。除此之外,它们为数不多的坚硬部分也容易被石化。它们手臂上的钩子和喙状嘴都是由角质构成的,就像昆虫外骨骼一样。还有它们内部软骨,要么是角质,要么是碳酸钙。

乌贼与鱿鱼都归为十足目,它们存在很多相同的特征,因此洪荒年代乌贼与鱿鱼的祖先很有可能是近亲,而且根据分子生物钟进行推算,鱿鱼的血统和箭石一样古老。

图:箭石

然而科学家发现了许多已经灭绝的乌贼类生物的化石(箭石)以及古代章鱼的软组织化石。但是从未发现过任何同期的鱿鱼化石。

这意味着鱿鱼和它的表亲箭石等头足类动物曾一起在同一个海洋里游来游去, 突然鱿鱼都凭空消失了,现在又重新冒出来了。换句话说鱿鱼的演化过程出现了断层。

解开谜团

2017年,这个谜团被“化石埋藏学”揭开。这个学科专门研究事物死后会发生什么,例如如何被埋葬或腐烂,以及它们如何变成化石。化石埋藏学不仅仅研究化石,他们还进行很多实验。比如尽可能地还原化石形成的环境条件,或者实时观察尸体的衰变,看看会发生什么,以及它最终在化石记录中的样子,这些实验是解决鱿鱼失踪案的关键。

在调查鱿鱼的实验中,死鱿鱼和死章鱼的自然腐烂过程被全程监测,科学家看完后瞬间恍然大悟。它们发现章鱼腐烂到最后,它们的身体都较为完好。但是鱿鱼仅两周后就成了一堆“浆糊”。

除此之外,科学家发现它们的尸体腐烂过程中pH值也不相同。

所谓化石,就是尸体变成了“石头”。头足类动物石化过程就是有机软组织被磷酸化,转变为磷酸钙的过程。

章鱼腐烂过程中,残骸很容易呈酸性(pH值低于6.38),从而达到酸化条件。腐烂的鱿鱼却达不到酸化条件,换句话说:鱿鱼尸体无法向化石转变。

只是因为喜欢游来游去,所以鱿鱼尸骨无存

pH不同源于生活方式不同。章鱼大部分时间都生活在海底,鱿鱼则喜欢在水中游来游去,这意味着鱿鱼需要想办法让自己更容易浮起来。

鱿鱼的漂浮的关键在于“氨(NH3)”,氨通常会在其他动物体内作为代谢废弃物被排出体外。氨比水轻,鱿鱼通过保留氨,调节氨水占据身体的比重,从而获得不同的浮力。一般来说鱿鱼体重的50%~60%都是氨水。

不过,氨还有一个特点:高pH值。在衰变实验中,高浓度的氨促使鱿鱼尸体的pH值无法低于石化所需的阈值。因此如果远古的鱿鱼也喜欢在海水中游来游去,那就可以解释为什么科学家找不到鱿鱼化石。

这就是鱿鱼化石之谜的答案,所以鱿鱼不是外来生物。