在陆地上,物种的灭绝毫无例外地都是从食物链的顶层开始的。然而,在海洋中最先灭绝的却是食物链底层的物种。
我们知道,在陆地上,物种的灭绝是从食物链的顶层开始、而后向底层蔓延的。那些位于陆地生态金字塔顶部的动物是最大的掠食动物(食肉动物)和食素动物,它们也最先遭遇可怕的灭绝,例如食肉的翼龙和食素的剑龙;而位于金字塔底部的动物们则几乎毫发无损,例如吃昆虫的微型哺乳动物、蜥蜴和青蛙等,它们都几乎未经任何改变地存活下来,许多陆地植物种群也是一样。
这种自上而下的灭绝模式,对陆地生态系统发生的每一次物种大灭绝来说都毫无例外。最近的一次大灭绝发生在11000年前的上一次冰期,当时诸如剑齿虎这样的食肉巨兽都销声匿迹,像猛犸、大地懒这样的食素巨无霸也都没了踪影,而钱鼠、鼹鼠、青蛙、等却都挺过难关存活了下来。
然而,发生在海洋里的灭绝故事却完全不一样。在侏罗纪的海洋中,处于生态金字塔顶端的是短颈子的庞然大物——上龙。
假如遵循陆地生态系统的灭绝规则,那么像上龙这样巨大的家伙应该是最容易遭遇灭顶之灾的,但事实上,上龙安然度过了发生在侏罗纪-白垩纪交界时期的那场大灭绝。不仅如此,在接下来的白垩纪中期灭绝事件中,它们再次挺过危机,几乎未受到任何可见的冲击,当时它们的模样跟近1亿年前的祖先几乎一模一样。作为海洋中的顶级掠食者,上龙傲视了多次主要的灭绝事件。
在侏罗纪的海洋中还有一种进化得很好的海洋动物——大眼鱼龙。
作为整个鱼龙族群中最先进的成员,大眼鱼龙拥有大大的眼睛、小小的牙齿和适合快速游弋的体型,这些都是为适应在生态金字塔底部猎食小型猎物而进化出来的。然而,在侏罗纪末期,大眼鱼龙却灭绝了。更离奇的是,一些更原始的、以食物链中较高端的猎物为生的鱼龙,比如保留着较大的牙齿、强壮的嘴巴和较长的身体的格兰道鱼龙,它们却存活了下来并进入白垩纪早期。不过,比起上龙来,它们在食物链中的位置仍然低了太多。所以,当白垩纪中期的灭绝浪潮来袭时,所有残留的鱼龙都死绝了,而位于食物链顶层的上龙等海洋巨型动物们依旧稳坐泰山。
为什么上龙和鱼龙的海洋生态系统灭绝规则与陆地生态系统相反?
“种群箱”和“生态洞”每次灭绝都将为扩大大规模灭绝幸存下来的动物种群的多样性提供机会。
为了帮助我们揭开这种“倒置”海怪灭绝的神秘面纱,科学家们设想了一个“种群箱”,然后把那些生活在侏罗纪 - 白垩纪海洋中的海怪变成了“盒子”。所谓的“人口箱”实际上是一个简单的三维图表,其中三个轴定义为:从左到右的轴1,代表特定人口的狩猎场(一系列生活在一起并执行相同生态功能的物种) )从海岸到远端的距离;轴2从下到上,代表人口从慢到快的速度;轴3从前到后,代表猎物动物的大小从小到大。
如果我们将居住在侏罗纪桑坦德海的各种海怪放入这个“种群箱”中,我们将看到巨无霸位于“箱子”后面并占据顶级捕食者。人的位置(远离海岸,速度快,大猎物);蛇颈靠近龙,速度非常接近龙,但捕食者的头部较小,所以它们位于“盒子”中间,中间的位置有点前方,基本上是正确的 - 中间(远离海岸,速度快,小猎物);大眼龙位于“盒子”的左上方(靠近海岸,游览速度快,猎物很小;在“盒子”的最左边是长长的海洋鳄鱼和最近的海岸线。
科学家们已经发现,每次大规模灭绝都会在“种群箱”中打开一些“生态漏洞”,这些“漏洞”为扩大大规模物种灭绝的动物种群的多样性提供了机会。不难理解,例如暴龙的灭绝,最终为狮子,老虎和熊开辟了道路。虽然海洋动物的灭绝规则与土地相悖,但灭绝将打开“漏洞”。那么,在白垩纪中期,当所有的龙群都灭绝时,其余的海怪会对此产生什么反应呢?其中还有其他爬行动物种群可以充分利用生态金字塔底部附近龙灭绝留下的资源吗?
在科罗拉多大学博物馆,白垩纪末期有一个小型上龙骨化石。从怀俄明州的红堡发现,这个化石有一个精致的鼻子被古生物学家称为“长脸”。与巨龙不同,小型上龙头更轻,嘴巴鼻子是超薄的,小齿排列成行和排,眼窝很大,隔膜退化。龙可以发动不强但快速的攻击。
生活在白垩纪末期的长喙脸上龙的脸像极了侏罗纪的大眼鱼龙,特别是从身体的大小来看,它是完全一样的。换句话说,长喙脸上龙不像上龙。它就像一条大眼鱼龙。
相似的一幕,也发生在紧靠海岸的浅水掠食动物身上(今天的季节和海狮属于这些动物)。在侏罗纪海洋中,有两个先进的海鳄鱼科,长2至6米,有长而弯曲的身体。在白垩纪末,谁才是近岸的顶级掠食者呢?当然,它不是海鳄本身,因为它们已经从白垩纪中期灭绝事件的历史阶段退出,取而代之的是一个全新的海怪家族 - 枭龙。龙是一种海蜥,其形状与海鳄的形状惊人相似。
“冒名顶替者”在灭绝的情况下,一些海洋物种扮演了“机会主义者”的角色。
从达尔文进化的角度来看,长喙脸上的龙与苍龙是进化过程中出现的典型“机会主义者”。他们在“种群箱”中使用了灭绝事件所开启的“生态洞”。
如上所述,白垩纪中期所有的鱼龙种群都灭绝了,“机会主义者”长喙脸上龙对龙在白垩纪末期扮演了大眼鱼龙的角色。那么蛇颈龙的命运怎么样?
传统教科书称,蛇颈龙对灭绝事件具有强大的韧性。
它们不仅在侏罗纪灭绝结束后幸存下来,而且在白垩纪中期的灭绝事件中幸存下来。这提出了一个问题:根据自下而上的海洋物种灭绝规则,海洋食物链的位置远远低于巨型狮子的脖子,它们的命运应该与大眼龙的命运相似。他们是狩猎中小型猎物的主人。它们应该在侏罗纪 - 白垩纪时期灭绝。那么,白垩纪的“蛇颈龙”是什么?
从长喙脸上龙取代大眼鱼龙的事实,科学家推测,所谓白垩纪“蛇颈龙”并非是从侏罗纪的蛇颈龙演变而来的,而是另一个充当“机会主义分子”的物种。那是什么物种呢?如果从白垩纪“蛇颈龙”和侏罗纪蛇颈龙的体型来看,两者是一样的——前后鳍、肩部、臀部、颈身比例都一样。要想将两者区分开来,必须从两者的解剖学特征入手。
让我们看一个具体的例子:从外面看,非洲斑点鬣狗就像一只非洲猎犬的高大复制品。两种捕食性哺乳动物都有大口鼻部和长腿,强壮的腿和腿,而且都集群捕猎。然而,两者的耳朵和脚踝的解剖学特征表明,两者的相似习惯实际上是独立于不同的祖先而进化的。事实上,非洲猎犬是狗家族的成员,狼,驴和狼的近亲,而非洲斑鬣狗却跟猫、麝猫和猫鼬有关,属于掠食动物家族树上完全不同的枝桠。
再来看侏罗纪蛇颈龙和白垩纪“蛇颈龙”。科学家对两者的口腔顶部、前两节颈骨和口鼻跟头骨背部连接处等解剖学特征进行比对后发现,白垩纪“蛇颈龙”根本就不是侏罗纪蛇颈龙的后代,而是来自上龙家族的一个“冒名顶替者”。侏罗纪蛇颈龙早在侏罗纪末期就已灭绝,这是不争的事实,所谓白垩纪“蛇颈龙”其实是一种乔装改扮了自己的上龙。