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恐龙家族的消失是生物自然演化的结果

点击数:    更新时间:2006-7-11 16:38:55    
    

 

关键词:植物的进化;裸子植物;被子植物;植物的营养器官;植物的繁殖器官。地壳运动;

 

恐龙这一物种成型于距今2亿3千万前的中生代的三叠纪,在侏罗纪和白垩纪这一亿多年的时间里一着作为陆地的统治者而漫步在地球的各个角落。期间演化出了极为繁多的种类,在新陈代谢这一规律的指导下,恐龙与恐龙、恐龙与其它生命之间在不断的上演着精彩绚丽的大戏,为中生代印刻了最醒目的标志。但是就像戏终人散一样,在白垩纪之后的地质断层里,再也找不到它们的痕迹。恐龙为什么消失了?恐龙是如何消失的?这些问题在恐龙研究兴起的20年来一直在困惑着研究恐龙和关心恐龙的人们。

关于恐龙灭绝原因,有很多的说法,从小行星撞地球、慧星撞地球、超新星爆炸、火山爆发、气候变迁到食物中毒、哺乳类动物将恐龙赶出历史舞台等等,不下一百种。总括而说,所有的灭绝假说可以分成两大类,一类是灾变论,即恐龙灭绝原因是发生突发性灾变;另一种是渐变论,认为恐龙并非突然灭绝的,而是由于复杂的生态原因导致它们逐步走向灭亡。
而本片趋向于后一种说法,是旨在对恐龙这一物种从适应生态环境不再适应逐渐变化的地球环境来分析它们消失的一种假说。

 

其实在地球45亿年的进程中,恐龙的最明显的特征不是灭绝,而是它们成功的存在了1亿5千万年之久!对比来说,在地质层中其他众多的物种就象礼花在空中经过一次短暂绚烂的演出后就轻轻的消失了一样,根本无法和恐龙家族创造的辉煌相比!

 

在自然界中,生物的灭绝消逝是持续不停的发生的,在恐龙繁盛之前的三叠纪就是以一次灭绝事件结束的,不过那次灭绝事件受损失最大的是海洋生物,在海里大约有20%的属和一半的种灭绝了,陆地的生物则要幸运一些,这当中早期的一些恐龙灭绝了一部分,而另外发达一些的恐龙却幸存了。这次灭绝事件为这些恐龙的发展提供了巨大的机会!

 

在经过侏罗纪早期的探索后,恐龙家族到侏罗纪后期已经发展出了几乎所有的属。

 

1842年英国古生物学家欧文创建恐龙这一名称时,是作为系统分类的名称使用的。但是随着被发现的恐龙化石的日益增多,科学家逐渐发现,恐龙实际上包括了差别很大的两大类动物,它们之间的差别不亚于牛和马之间的区别。于是1872年,英国的古生物学家西利把它们从骨盆部位骨骼排列的不同分成了两大类,而这两大类不断经过恐龙专家的分析,已经基本确认:它们是单一起源的,即两大类恐龙有共同的祖先。目前虽然还无法准确确定它们的祖先的模样,但是恐龙便在此后的1亿5000万年中成为了地球上最主要、种类最多和数量最大的动物群。

 

恐龙的主要区别在腰带上,腰带谷称骨盆。恐龙的由两侧各三块骨头组成,即肠骨、坐骨和耻骨。上面的一块骨头叫肠骨,下面的两块骨头中,前面的叫耻骨。上面的一块骨头叫肠骨,下面的两块骨头中,前面的叫耻骨,后面的叫坐骨。这三块骨头的形态和排列直接影响恐龙的生殖与行走,可作为区分两大类恐龙的依据。这两大类恐龙就是蜥龙类(或叫蜥臀类)和鸟龙类(或叫鸟臀类)。

   

这么庞大的恐龙家族群,它们吃什么呢?

 

恐龙可以分为肉食性和植食性两大类,肉食性恐龙的食物主要是植食性动物或其他植食性恐龙,这其中也包括肉食恐龙彼此成为食物。由于肉食恐龙的生存主要受植食动物(恐龙)的控制,因此在这里只分析植食恐龙的食谱。(杂食类的分析则可以看成植食类加肉食类。)

 

其实中生代不仅被称为恐龙时代,同时也被称为裸子植物时代,原因就是裸子植物在这时期与恐龙一样遍布在了陆地的绝大部分地区,而这些众多的裸子植物也就是恐龙的主要食物。为什么裸子植物是恐龙们的主要食物呢?

 

我们从植物的进化史来分析吧!

 

植物化石出现在晚志留纪至早泥盆纪的陆相沉积物中,表明距今4亿年前植物已由海洋推向大陆,陆生植物具有更强的生产能力,它不仅以海生植物无法比拟的生产力制造出糖类,而且在光合作用过程中大量吸收大气中的CO2,排放出大量的游离氧,从而改善了大气圈的成分比,为提高大气中游离氧量作出了重大贡献。而氧气是陆生动物生存的基本条件。

 

在陆地上初期的植物是通过释放孢子来进行繁殖的,象我们现在还能看到的菌类和蕨类植物,就是通过释放的孢子在潮湿条件下生长而成的。大多数的这类植物都是喜欢在潮冷阴湿的地方生存的,这也就说明它们是从海洋向陆地发展的一类过度植物。

 

而通过在自己周围释放孢子来进行繁殖这种形式显然让它们向陆地纵深推进是非常缓慢的,事实上从寒武纪生命大爆炸开始到蕨类植物在陆地占主角,期间经过了三亿多年的时间。显然,需要生殖器官更先进的植物出现-----经过千万次的选择后,在古生代晚期裸子植物开始暂露头角了,裸子植物和后来出现的被子植物统称为种子植物,也就是它们能够产生种子,通过种子来进行繁殖后代,不管它们的种子是通过风来传播还是通过其他途径来传播,都证明它们有更先进的生产手段。

 

接着,曾盛极一时的蕨类植物和渐渐发展的裸子植物一起迎来了将有恐龙出现的中生代。

 

裸子植物大约出现于距今3亿多年前的古生代泥盆纪晚期,经过几千万年的演化和繁殖,逐渐完善成为一群种子裸露的植物,它们大多是高高的乔木,部分为低矮的灌木或木质藤本,也就是现在我们可以看到的象松、柏和杉树这样的针叶类、藤类以及中国特有的活化石银杏类的银杏。

 

裸子植物现今存在数量最多的是针叶类了,而象阔叶银杏、银杉、水杉这些都成了活化石。

 

在植食动物的食谱中,它们都会选择常年不断生长和凋落的叶子或花朵这些部分,很少破坏性的吃掉枝干和根部。所以我认为,在还没有演化出花朵的裸子植物时代,植食恐龙的食物是以植物的叶子部分为主的,而阔叶类的裸子植物可食用的部分大,同时也利于动物的咀嚼,所以应该会比针叶类的裸子植物更加吸引恐龙的食欲。

 

那么在恐龙繁盛的时代是不是阔叶类的植物也会比较多呢?20世纪80年代,加拿大地质学家曾在北极圈内的埃尔斯米尔岛发现了一片以水衫为主的化石树林,林中还有鳄等动物化石,说明极地曾具有热带的气候环境。而大量体现当时地球环境特征的动植物化石均显示,白垩纪末期以前,地表较为平坦,陆地的温差很小,也就是地球的陆地几乎是连在一起的,被称为泛古陆,当时的两极地区陆地还没有漂移过去。所以全球都是非常温暖潮湿的气候环境,非常适合阔叶类的裸子植物生长。

 

这就似乎说明了阔叶类的裸子植物会是植食恐龙的主要食物,也说明了当时恐龙大部分生活在热带和亚热带。

 

而我们现代看到的陆地大部分都处于温带和寒带,已经没有了恐龙时代大面积陆地处于热带、亚热带的状态。植物界也已经进化到了能够开花的被子植物时代。

 

被子植物是在1.4亿年前出现的,被子植物是植物界中种类最多的一个门,它也是植物界中被研究得最彻底的一个门。其最大的特点是一种在其他植物门中没有的生殖器官:花,因此它也被称为有花植物或开花植物,被子植物的胚珠在未受精前就已经完全被包裹在子房内了,子房受精后产生的果实既保护种子,又可以帮助种子向外传播,人类的食用植物绝大多数是被子植物。而今天大多数的素食哺乳动物的食物也是被子植物。

 

在地质断层里,研究人员发现,中生代的后期出现了最早的被子植物和哺乳动物,这也许说明被子植物在渐渐打败裸子植物的同时,也为哺乳动物打开了宽敞的大门。

 

那么也就可以说恐龙的消失是和裸子植物渐渐失去竞争力是有关的。

 

到这里,本文的观点渐渐明朗了,是植物在自身不断进化发展的同时,却残酷的为恐龙关闭了前进的大门。

 

那么为什么被子植物会取代裸子植物成为陆地植物的统治者呢?

 

我们先回来讨论植物的进化。

 

大约30亿年前,地球上已出现了植物.最初的植物,结构极为简单,种类也很贫乏,并且都生活在水域中;经过二十亿年的漫长岁月,有些植物从水中渐渐转移到陆地上生活.陆地上的环境条件不同于水中,生活条件是多种多样的,而且变化很大。

 

比如说,植物在水中生活时,用身体的整个表面吸收养料,而在陆地上就需要专门的器官,一方面从土壤吸收水分和矿物质,另一方面从大气中吸收二氧化碳和氧气。

 

生长在水里的一些藻类,在慢慢接触陆地后,逐渐演化为了蕨类植物,前面提到蕨类植物是一种介于海洋和陆地的一种过渡品种,个头都比较矮小,这种特征表明它们可以更接近地面来充分的吸收营养。这也说明那一阶段地球的水循环、土壤中的营养循环、大气循环还不是很发达,也就是说地球没有创造出太多的高山大川来形成这些循环!而在这之后随着地壳的不断移动、冲撞,渐渐形成了许多的山脉,接着大气的循环使得海洋中的水被送到了陆地深处的高山上,即而形成了一条条河流,众多河流的形成就为植物的进化带来了益处,使得植物能够不断地向陆地深处挺进,河流的不断运动也为极大的丰富了土壤中的营养物质,这也让植物可以向地下发展出根部,根部的发达就促进了植物可以吸收更多的营养物质,从而使身体可以变的高大,裸子植物就在这个过程中发展壮大了。

 

在中生代虽然由于地壳的运动产生了许多的山脉,但是像平原这样的地貌比现今要多,而整个陆地是几乎联系在一起的,并且大面积都处于热带和温带,所以就造就了这些高高大大的乔木类的裸子植物,这些裸子植物大部分以阔叶类的形状出现,这就使得恐龙有着丰富的食物来源。

 

而在中生代之后的6500万年地壳板块不断的运动,造山运动不断,从而变成了今天的到处分割的状态。而我们现代看到的陆地大部分都处于温带和寒带,已经没有了恐龙时代大面积陆地处于热带、亚热带的状态。而这样的气候条件显然不适合众多的阔叶类裸子植物的生存,因为陆地向两极方向移动后,这些陆地将会变得严寒,将会使陆地的降水减少,而阔叶类的植物显然不利于贮存稀少的水分,所以在温带和寒带的植物都是小叶片或针叶类的,这是植物为了防止水分失散而作出的选择。

 

6500万年前的白垩纪后期,裸子植物随着陆地的变化渐渐失去了生存的环境,而一直在裸子植物夹缝中生存的被子植物渐渐发展了起来,它们有着更为先进的生殖器官--花,和被果实包着的种子,这些特征就能够使它们在比中生代寒冷一些的新生代有更强的繁殖能力,而这些果实和花朵则满足不了恐龙那巨大的食量,恐龙是爬行动物,爬行动物与哺乳动物不同,它们一生中一直在长个儿。而哺乳动物到一定的年龄,就不再长个儿了。当然,爬行动物新陈代谢缓慢,所以长得非常慢,虽然长得慢但是这些爬行动物还是会不断的长,在千万年的发展过程中,它们的食量将会变得越来越大,同时这种情况却与裸子植物变的越来越少形成了落差,因此裸子植物在进化中的失败也将恐龙一步步拉向了灭亡!!

 

不过比6500万年后人类的祖先为了度过饥饿和寒冷的冬天而发现并种植水稻这种作物而使人类文明才诞生于北纬30度附近,恐龙的生存条件显然要幸福的多。不过拥有丰富的食物也许是恐龙从而变得懒惰,而阻止其进一步进化到利用工具的原因吧。

 

不过恐龙家族的种类繁多,在一亿多年的存在时间里,还是会有许多种类在进化变异的过程中,出现一些能够适应自然环境变化的家族,有人说,现今的鸟类也许就是由鸟类的恐龙进化来的。

 

我们来假设一下:由于植物的进化,植食动物也要不断的改变自己的食谱,而食谱的变化也将会不断的改变动物的身体形状和活动方式,同时食物在陆地上的位置的变化也将会改变动物的活动范围和动物的适应能力。而这一过程这个物种的活动范围也是在不断的变化的,不论它们的食物是植食还是肉食,它们都要根据食物的不断变化来改变自己的生活方式。我们今天看到的鸟类身上长满了羽毛,而这个过程鸟类的祖先肯定不是一下子就长出了羽毛,期间也许需要数万代的过程,我想也并不是它们为了御寒或更好的飞翔而自己选择能够让自己长出羽毛的食物,它们的祖先也许是在不断的跟随着食物的行迹,同时为了防止某种食物消失或繁殖退化,它们就需要利用多种食物来防止自己饿肚子。或许某种食物中的某种物质使鸟类的祖先的身体发生了一些变化,而在它们通过食谱的变化拥有了一点点的毛羽之后,它们应该是会尽量加以利用的,之后便是大多数拥有了羽毛的鸟类祖先在进化中占居了优势地位。也许这支从鸟臀类的恐龙进化出的一支后代就打败了其它的种属,变成了鸟类,从此让自己统治了天空。这或许让觉的恐龙灭绝了的人们感到了欣慰。

 

这也说明物种的进化每时每刻都在发生,有些枝干在这个过程中消失了,而另外的枝干又分化出了更多的枝干继续了下去。

 

其实恐龙最明显的特征不在于它们的灭绝,而在于它们在地球上主宰的时间太长。恐龙统治了1亿多年,在恐龙统治的过程中,早期的恐龙和后期的恐龙是有很大的差异的,也就是说,不断的有旧的恐龙种属倒下,同时又有新的种属产生,所以恐龙的灭绝事实上是逐渐发生的过程。

 

不过在地质记录中也显示了,在白垩纪晚期还是有许多环境改变征兆:大陆块漂移裂解;山脉的形成耸立;海水面明显的降落;气候逐渐的变成严寒。

 

也许板块的运动对植物家族选择哪个种类继续留存下来起了不小的作用,而板块为什么会运动呢?让我们来看一下地球的构造,在薄薄的地壳下面是厚厚的地幔,地幔下面是就是地球的中心---火热的地核,它不断的受到外部的压力。这就意味着地球在45亿年的历史中,它自身的运动从没有停止过,事实也是如此,在地心深处,由滚滚岩浆构成的地核把自身的热量通过层层地幔不断向上传导, 而由它引发的板块运动也就从来就没有停止过!

 

当地心的热核一旦觉得热散的不舒服,就会把陆地拱开。这个推的过程就是大陆漂移。

 

在最近的2亿多年中,地球的大陆从远古的三块在1亿多年前合成一块,接着又分开成今天这样。就是说在中生代的侏罗纪晚期,南大陆开始分裂。这种漂移,不管是分是和都对生物的进化带来巨大的影响。而板块的分裂势必对恐龙家族的统治带来影响。

 

首先对植物的形态结构和生理功能会产生巨大影响。由于某些地理的阻碍而发生的地理隔离,如海洋、大片陆地、高山和沙漠等,使许多生物不能自由地从一个地区向另一个地区迁移,这样,就会使不同陆地的植物或是海洋两岸的种群隔离了。隔离使得不同的种群有机会在不同条件下积累不同的变异,由此出现了形态差异、生理差异、生态差异或染色体畸变等现象,从而实现了生殖隔离。这样,新的种类就形成了。

 

新植物在形成的同时也会哺育新的动物,而这些动物就会对恐龙形成竞争。

 

被子植物就是在这个过程中渐渐壮大的,而一直在夹缝中生存的哺乳动物在新的生态系统中就成为了恐龙强而有力的竞争对手了!

 

在这之后地球的板块分裂的更多,今天的各个大陆是地球自生命从海洋登陆以来分割的最多的状态,每块大陆都有不同的生物种类,而这种由陆地分割所导致的生物多样性对于进化史来说是非常有意义的。而我们的祖先灵长类,就是在6000万年前,相继在大陆版块相互漂移的最远的时候诞生的!

 

恐龙的灭绝事件不是孤立存在的,任何一种情况都不可能导致占据了食物链各个层次的恐龙的大灭绝,因为在中生代的进程中,恐龙家族是不断倒下的,而小行星撞击地球和地球本身变化也许都会给地球的生态链带来巨大的影响,会使生命进化树的某些路线被打断,但是某些坚强的枝干又会顽强的继续前进,开拓出新的路程!

 

让我们再来欣赏一下恐龙时代吧:

梁龙、禽龙、剑龙等生活在陆地上,它们在平原上安家,以草和平原植物为食。。。。

鸭嘴龙、腕龙等一些兽足类则漫步在有水源的森林边上,吃着叶子、树枝、松针、及柔软的水生植物。。。。

霸王龙、暴龙等则辛勤并执著的追随着食草恐龙的行踪,四海为家。。。

翼龙则筑巢在海边的悬崖上,用草筑巢,并在里面产卵、哺育后代。。。。。。

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