问题

有没有躲过地球五次大灭绝的生物?

回答
在地球漫长的生命史中,确实有一些生物以惊人的韧性,不仅幸存下来,更是在数次翻天覆地的浩劫中挺过了过来。它们的名字或许不如恐龙那般家喻户晓,但它们的存在本身就是生命顽强意志的最好证明。虽然严格意义上说,直接“躲过”五次大灭绝的“特定生物种群”很难确切指出(因为生物演化过程中物种会不断分化和灭绝),但我们可以找到那些在不同灭绝事件中幸存下来并演化至今的“生命谱系”,它们的老祖先或其近亲,确实是经历过这些大事件的。

最常被提及的,并且拥有“活化石”美誉的,就是那些在地球上存在了数亿年的生物。

“活化石”——从奥陶纪到今天的故事

让我们从一些具体的例子说起,它们是时间长河中的幸存者,亲身经历了地球生命史上最严峻的考验。

鲎(hòu)—— 4.5亿年的王朝

如果说谁最配得上“躲过五次大灭绝”的称号,鲎(俗称“马蹄蟹”)绝对是首选。这些长得有点像古代头盔的海洋节肢动物,早在奥陶纪(约4.5亿年前)就已经出现在地球上。那个时期,地球上的生命还比较简单,陆地上几乎没有植物,海洋是生命的主舞台。

鲎的祖先在那个时代就已经是成功的掠食者或腐食者,它们坚硬的外壳和特化的身体结构,使得它们能够适应不断变化的环境。经过了奥陶纪志留纪灭绝事件(约4.4亿年前,导致海洋无脊椎动物大量死亡),泥盆纪晚期灭绝事件(约3.6亿年前,影响了海洋生物和早期陆地脊椎动物),二叠纪三叠纪灭绝事件(约2.5亿年前,地球历史上最大规模的灭绝,超过90%的海洋物种消失,70%的陆地脊椎动物灭绝),三叠纪侏罗纪灭绝事件(约2亿年前,清除了大量大型爬行动物,为恐龙的崛起铺平道路),以及白垩纪古近纪灭绝事件(约6600万年前,恐龙时代的终结者)。

鲎在这个过程中,虽然物种本身也在不断演化,但整个“鲎类”这个大的生物类群,或者说它们的近亲和直接祖先,都成功地从这些灭绝的浪潮中幸存了下来。它们的身体结构相对保守,这在一定程度上是它们生存的关键。例如,它们特殊的“血”(一种含有铜的蓝色血液,叫做“血蓝蛋白”),被广泛应用于医疗领域检测细菌内毒素,也从侧面证明了它们在漫长演化中的稳定性和独特性。直到今天,我们依然能在世界各地的海岸边发现它们的身影,它们是古老海洋的活证。

某些藻类和细菌——看不见的守护者

说到底,最强大的幸存者往往是我们不太关注的生命形式。许多单细胞生物,如一些藻类和细菌,它们的繁殖速度快,适应性极强,并且分布极其广泛。在大灭绝事件中,虽然很多复杂的生态系统被摧毁,但这些基础的生产者和分解者,由于其微小的体型、极快的繁殖周期和对极端环境的耐受能力,往往能够迅速填补生态位,或者在灭绝事件发生时就已经处于一种休眠状态,等待时机。

例如,某些蓝藻(Cyanobacteria)被认为是地球上最早的生命形式之一,它们通过光合作用产生了大量的氧气,改变了地球的大气成分,也正是氧气的大量出现,在早期可能对一些厌氧生物构成了灭绝的威胁。但蓝藻自身,它们在经历了数次大灭绝后,依然活跃在地球的各个角落,从海洋到土壤,甚至到极端环境。它们或许不是以同一个物种的形式出现,但作为蓝藻这个大的类群,它们是无可置疑的古老幸存者。

一些海藻(Algae)也是如此。在每一次海洋生物大洗牌中,总会有某些种类的藻类因为其生存策略,比如快速生长、休眠孢子等,而得以延续。它们是海洋食物链的基础,即使在最严峻的时期,只要有光和足够的水分,总会有它们的存在。

蕨类植物——恐龙时代的幸存者

虽然蕨类植物不像鲎那样古老得令人咋舌,但它们在恐龙时代的末期以及随后的灭绝事件中也展现了强大的生存能力。蕨类植物在石炭纪(约3.6亿年前)就已繁盛,但它们在恐龙时代末期(白垩纪末期)的灭绝事件中,同样经历了考验。

我们今天看到的许多蕨类植物,它们的近亲或相同的物种,都在那场毁灭性的撞击事件后幸存了下来。蕨类植物的孢子非常微小,可以随风飘散到很远的地方,并且在适宜的环境中即可萌发。这种传播方式和生命力,使得它们能够在环境剧变后,迅速在被摧毁的生态系统中重新建立起自己的分布。它们在火山爆发、气候剧变等灾难后,往往是第一批重新出现在荒芜之地上的植物之一。

为什么是它们?生存的秘密

那些能够跨越数亿年岁月,历经五次大灭绝的生物,通常具备以下一些特点:

1. 简单而高效的身体结构: 过于复杂和高度特化的身体结构,在环境剧变时往往是最脆弱的。而像鲎这样相对保守的体型和功能,或许限制了它们在某些领域的“进步”,但也赋予了它们强大的“抗打击”能力。
2. 广泛的地理分布和栖息地: 能够适应多种环境,或者分布在不同地理区域,意味着即使某一地区的生物被灭绝,它们在其他地方依然能够生存繁衍。
3. 快速的繁殖和传播能力: 微生物、孢子、卵等,都能够通过风、水等媒介传播到新的区域,并且能够快速繁殖以填补生态位。
4. “机会主义”的生存策略: 它们不一定总是站在生物链的最顶端,但它们能够有效地利用各种资源,甚至在其他物种消失后,能够快速地适应并成为新的优势物种。
5. 地下或休眠状态的生存能力: 一些生物能够进入休眠状态,或者其根系、孢子等能在地下环境中度过极端时期。

当然,科学研究仍在不断深入,我们对生命演化的认识也在不断更新。也许在未来的某一天,我们会发现更多令人惊叹的古老幸存者,它们的故事,都将是地球生命史中最精彩的篇章。这些生物,它们并非不被时间所影响,而是它们以一种我们难以想象的韧性,拥抱了改变,并且最终成为了时间的见证者。

网友意见

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补充几个海鲜吧~

再更新几个长命的陆地动物

生物界不乏坚韧之士,千万年如一日的微生物权且不论,除了之前有答主提到的鹦鹉螺、海豆芽外,还有以下几味海鲜家族史久远(此处所指都为大分类群,活化石的定义及其事项老牛的回答已完美解释)

1.海百合 Crinoid

现生的海百合纲虽然只有一目尚存,但是其在新生代以前尤其是古生代占有极其重要的生态位。与腔棘鱼一样,在发现现生实体之前,人们先从数量庞大的化石认识到了这种长相颇类植物的棘皮动物。最早的海百合茎在晚寒武早期已经发现,而中寒武布尔吉斯页岩Echmatocrinus brachiatus则疑似为最早的海百合成员,当然一些新材料也可能把时间前推到早寒武。

网上扒的一个海百合标本的皂片

疑似最早的海百合Echmatocrinus brachiatus

国产的三叠纪创孔海百合

海百合茎是古生代地层中常见化石,形态类似一沓铜钱,常被各种地摊文学解释为“上古螺丝钉”等奇奇怪怪的东西。不过与几乎同时诞生的生物界长者海豆芽相比,现生的海百合已经丧失了大部分三、四亿年前占有的生活空间,而且其在古生代富有特色的长茎也多退化了。

令人脑洞大开的海百合茎

海百合茎在海百合躯体上的位置

现生的海百合Proisocrinus


2.海葵Actiniaria

作为几乎每一片海域都能遇到的小生物,刺胞动物门的海葵在现代可谓门丁兴旺。虽然看起来软趴趴一大滩,海葵的历史却相当久远,最早的海葵目成员Mackenzia costalis五亿年前的中寒武就生活在加拿大海域了。这还不算早,在早寒武的澄江生物群中有一种叫“中华先光海葵”的动物,虽然名字里面有明晃晃的“海葵”俩字,但说不好这到底是最古老的海葵还是埃迪卡拉动物的遗孤。

先光海葵,恩。。。海葵。。。。

最古老的海葵Mackenzia本尊,像某种果实

3.单板类Monoplacophora

单板类是软体动物的最原始代表,其只有一个帽状的外壳。与腔棘鱼与海百合的故事情节雷同的是:作为最古老的软体动物,人类先认识了其化石,才在深海发现他幸存至今。

单板纲有软体动物最简单的结构,可以设想为一个背着尖头帽子的海螺,其自寒武纪的最初期就已经出现,一直延续至今。而且其形态与构造变化都不甚剧烈,与海豆芽一样是名副其实的活化石,是认识生物大爆发早期结构的窗口。

寒武纪地层中的单板类及其复原


4.海胆Echinoidea

作为一种骨片集合体,虽然海胆自早奥陶纪就已经出现,但古生代乃至中生代的海胆化石大部分仅能保存其骨片。君如新生代后,海胆之化石才能够以我们熟悉的饼干状出现,但这掩盖不了这种自四亿年前的早奥陶纪就诞生(更可能上溯到寒武纪初期)的动物的古老历史

德国泥盆纪吕宏斯克页岩的海胆

始新世之海胆,现代海岸带仍能见到这类形态的海胆壳~



相比较而言,确实海洋中的动物更可能通过全部五次大灭绝,因为第一次大灭绝发生时,陆地上还空无一物;而第二次大灭绝发生时,动物刚刚取得登陆。不过这不能表示陆地动物没有长命的,除去之前答主提到的几个,还有以下几位。


蝉类Cicadomorpha

时至今日,知了仍然是夏天不可少的元素之一。而当今的蝉类多是隶属蝉亚目下蝉科的成员,而这个家族早在两亿六千多万年前的二叠纪晚期就已经诞生了,而它诞生后不久,就经历了被称为大灭绝之父的二叠-三叠大灭绝。相比现代而言,中生代的蝉类或许地位更加重要。

二叠纪的早期蝉类

我国中生代蝉类

以及现代蝉类-!

未完待续~

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本篇为答主第一次上日报,感谢大家的支持。

更新完毕统一补充图片来源。

多图流量预警,深海恐惧症、节肢动物恐惧症患者慎点。

有些内容思考了一下觉得还是不准确,不详细,所以会不断修正答案,如内容有错误之处欢迎指正。

如果不是只看分类而考虑到生物进化的话,我们现今地球上每个生物的祖先都在诞下后代之前躲过了日常生活中的灾难,而一个物种则是通过无数代的个体生存下来,诞下后代,继承前辈的遗传物质来度过一次次大灭绝,在这个过程当中生物是不断进化的,一个进化枝上的生物变化是连续的,就算进化速率时快时慢,放大到很小的时间单位上(比如说年),那么亲代和子代就是一个物种。但是如果在这个枝上取两个点(相距百万年为单位),那几乎就是两种完全不同的物种。

当然有些物种比较bug,它们通过一些比较bug的技能度过了一次次大灭绝,进化上比较保守,几亿年以来几乎没有改变,也许其所生活的环境以及其所采取的生存策略正好避开了地球上几亿年间一次次自然选择的利刃……其实从这个角度考虑,这种生命才是最成功的。最后会列举一例。

但是,有些物种就没有那么幸运了,在大灭绝中,很多物种实际上是和它们的近亲以门类为单位灭绝的,而一个小小的物种努力生存下去,传宗接代,就算只有几个个体通过生命进化的瓶颈,能让遗传物质流传下去,那也是整个物种的胜利!乃至整个门类的胜利!

一想到这些不得不说这是一件很神奇的事情,所以一定要珍惜自己的生命,因为你身后有无数的祖先,因为它们或者他们在一次次灾难中努力活了下来,并找了配偶,成功诞下后代,才有了现在的你。

同时,下图的进化树也说明,地球上的所有生物都有共同的祖先。亲缘关系越近的两类生物它们的共同祖先所处的年代距离现在也越近,我们吃的食物都可以说是我们的远亲。无论时间还是空间,无限的远方,无数的生命,都与我有关。

该图详细大图见该网站(强烈推荐!):
Evogeneao: The Tree of Life

正文开始前先介绍地质年代与五次大灭绝的时间

国际年代地层表(v 2015/01),如果对正文所提及年代有不清楚的可以参考此表。

下载网址:

jpg版:stratigraphy.org/ICScha

pdf版:stratigraphy.org/ICScha

百万年(Ma)是一种什么感觉呢,想想一元钱与一百万元钱的差距,中国历史5000年,想想5000元和一百万元的差距,所以百万年是十分长的时间单位,但是在地质历史中其实是基本年代单位。假如把一个百万年比作成一年,那地球差不多有4600年的历史。而生命也就是从540年前真正开始兴盛,比作中国历史也就是明朝时候的事情……人类作为物种的历史差不多也就几个月。

五次大灭绝简介:

所以说躲过五次大灭绝的生物应该是在4.4亿年前奥陶纪大灭绝之前就已经出现,形态上直到今天都变化不大。但这样并不能保证现存的这种生物就是地质历史时期的那种,文章最后会解释。

正文开始:

我们的祖先可能面对过的那些巨兽与灾难,向我们远古的先祖们致敬!:

也许它们曾在寒武纪的海洋里躲过奇虾的捕食。

红棕色的是奇虾,而当时包括人类在内的所有脊椎动物的祖先大概就是那个黄色的生物那么大。

你怕了吗……如果当时祖先有思想遇到奇虾时神经里一定是一万个懵逼……

也许会在奥陶纪以及志留纪成为板足鲎的美味……

但实际上那时的海洋霸主是头足类……(假象画)

头足类在捕食板足鲎……(估计这是尺寸比较小的板足鲎)

后来终于登上了陆地,可是面对的却是那些早已登陆的巨大的节肢动物……

二叠纪末来了一次惨绝球寰的大灭绝……但还是顽强的活了下来。

虽然说早在恐龙进化之前哺乳类就已经出现了,但是一直是处于被压制状态。

在中生代可能成功地无数次躲避了各种兽脚类的捕食与巨大的蜥脚类恐龙和也很大的鸟臀目的践踏…

还要面对一些可怕的巨大两栖类……连恐龙都吃,小型哺乳类更不在话下!

当然也有近亲比较猛可以反杀……比如强壮爬兽。

白垩纪末小行星撞击地球……凭借自己小巧的身材,钻洞的本领躲了过去……

进入新生代,哺乳动物与鸟类时代,貌似解放了,但是那些巨型鸟类以及食肉目亲戚仍然追逐着祖先们,因为,它们实在是太弱小了……

后来人类一次又一次地走出非洲,后走出去的人灭掉了之前走出去的人,也许在几十万年前他们就是一家人……而我们是最后一批走出非洲,也是最强大的人科物种的后裔。

又遭遇冰期,此时的祖先已经可以与剑齿虎,猛犸象相抗衡。

后来创造文明,经历一次次战争的洗礼,自然灾害,蔓延的瘟疫,各种饥荒,都是因为祖先活了下来,才能有现在的我们。

每一次灾难都是一个瓶颈,大多数生物都灭绝了,而只有一小部分生物生存了下来,种群内的每个个体都要接受自然的选择,现在地球上的生命都是这么过来的。

题主问的问题的实际回答:

其实题主的问题是,有没有一种生物,在奥陶纪之前就已经存在,然后活过一次次大灭绝直到现在,而在这个过程中该生物几乎没有改变,还是原来的配方,还是熟悉的味道。

这个问题不能解答,因为古生物几乎都是根据形态学来定义其生物属性,即使从化石记录上看到现在该生物外观上几乎没有变化,但是遗传物质也一定会改变,因为基因是有固定的突变速率的。虽然速率很低,但是从奥陶纪到现在也有接近5亿年,这么长的时间内很难保证现在的生物就是之前的生物。

如果不考虑遗传物质,只从形态上说,有一种生物其形态从奥陶纪末大灭绝之前到现在几乎没发生过变化,那肯定是舌形贝了。其实舌形贝也是有些不科学,因为其化石都是外部壳体,其内部结构很可能在漫长的地质历史中发生变化。所以这里所指的形态,是壳体形态。

这里的舌形贝是指Lingula,即舌形贝属。

舌形贝是一种腕足类,俗称海豆芽,现今仍生活在海边的泥滩里,靠底部肉茎固着在海底, 靠内部的腕足滤食海水中悬浮的、小的生物体或微粒状有机物,海水退潮时可在泥滩里挖到。

最早的舌形贝属化石发现于中寒武统徐庄组地层(509百万年左右)(袁金良 李 越,1999.安徽淮南老鹰山下 、中寒武统界线及三叶虫动物群),奥陶纪已经有大量的化石记录。

最早的舌形贝目化石大量出现于寒武纪第二统第三阶(521~514百万年)

澄江生物群中曾发现舌形贝目化石,4属4种。其中小舌形贝属化石和现今舌形贝属比较类似。

不过再怎么厉害还是逃不过人类的餐桌……

不要怕,这伙计5亿年来再大的灾难都扛下来了,岂是我们只有几十万年历史的人类能消灭的

也许看到这里大家比较惊叹吧,不过今天(2016年4月7日)百度的时候答主才知道,其实海豆芽是名不副实的“活化石”!
我之前说过,即使从很早的时期开始一直到现在壳体形态没有发生变化,内部软体结构和基因也很可能发生了变化,很不幸,舌形贝就是这样一种生物。
日本的冲绳科学技术研究院大学、名古屋大学和东京大学的科学家们于2015年首次破解了“活化石”海豆芽(Lingula anatina)的基因组。他们分析了海豆芽基因组的三万四千多个基因,发现海豆芽的基因组一直在积极的进化,并不能称为活化石。
关于海豆芽基因组测序的文章:
Luo, Y. -J. et al. The Lingula genome provides insights into brachiopod evolution and the origin of phosphate biomineralization. Nat. Commun. 6:8301 doi: 10.1038/ncomms9301 (2015).
如果“活化石”是的定义是:那些与其祖先(已经变成化石)非常相似的生物,而这种相似不仅表现在外观上,也体现在基因组水平上。那么海豆芽就不能称为活化石。
研究人员指出,现生海豆芽壳体与化石保存的海豆芽壳体的化学结构差异显著。
他们对海豆芽化石进行软组织分析,发现海豆软体芽形态其实也发生了改变。
基因组分析表明,海豆芽的基因组结构和基因家族也存在显著的变化。
这些证据说明海豆芽根本算不上是“活化石”。
但是如果放在属这个级别而不是单看Lingula anatina(鸭嘴舌形贝)这个现生种的话,舌形贝属应该还是可以作为活化石看待的,个人认为化石的差异有可能是从古到今同一舌形贝属内不同种类的差异,当然发现的化石也很有可能就是现生舌形贝的远祖。如果是看基因变化的话,那估计没有生物会是活化石了,其实看这个变化也要有个度,也不好掌握基因到底改变多少算是称为一个新物种,因为现在物种定义基本上还是靠形态学、解剖学以来分类的。
如果非要举一例形态上没怎么改变,基因上似乎改变也不大的生物的话,腔棘鱼似乎是一个很好的选择,它们的形态从4亿年前到现在几乎没什么变化,基因组变化的速度非常缓慢。不过该物种是从泥盆纪初就出现了,经历过4次大灭绝,也很厉害了!
关于腔棘鱼基因组测序的文章:
Amemiya, Chris T.; Alföldi, Jessica; Lee, Alison P.; Fan, Shaohua; Philippe, Hervé; MacCallum, Iain; Braasch, Ingo; Manousaki, Tereza; Schneider, Igor; et al. (18 April 2013). "The African coelacanth genome provides insights into tetrapod evolution" (PDF). Nature 496 (7445): 311–6.
所以,这样就可以解释为什么舌形贝存在这么久了。
尽管舌形贝外壳没有太大变化,其内部软体还是积极进化的,来适应环境的变化,所以它能在地球历史的大灾难中生存下去。而连续却貌似不变的壳体化石记录,让人们误以为它已经以这种形式存在了这么久,不过作为一个属的生物来讲,能存在这么久,活化石也应该是当之无愧的。

对评论区里提到生物进行讨论:

在讨论一个生物是否经历过5次大灭绝之前,要明白以下几点:

1.物种是在不断演化的,理论上不存在一个物种5亿年直到现在都不变化,基因不改变,不接受自然的选择。如果这么说,那么题主的答案无解。

2.但是如果把这个生物分类单位放大,放到科一级,属一级,那么光凭借形态学上的证据,以一个较小的生物分类单元(科,属)而活过五次生物大灭绝的生物是存在的,比如我提到的海豆芽。

3.不同生物之间分类单元的尺度不可比,比如哺乳纲包括所有的哺乳动物,昆虫纲包括所有的昆虫,哺乳纲两种生物之间的形态差异和昆虫纲两种生物之间的形态差异是无法比较的,所以下文我所提到的生物分类单元大家不要固定套用。但是对一个物种来说,分类单元越小,共同特征越多。

4.活化石不一定就躲过了五次大灭绝,很多评论问的生物都是我们所知的活化石,比如鲎、蟑螂、鹦鹉螺等等等等,其实要是用第1点严格来说不存在一种生物是活化石,我们所说的活化石应该是指化石记录中有和现生生物长得很像的生物,但是称为这个化石的生物和我们看到的现生生物之间几乎不可能是一个种,但很有可能亲缘关系比较近,其实可以这么理解,这个进化枝上的生物的外形进化比较保守,形态改变较小,但这并不意味着就不改变。

正题开始:

1.蓝藻

蓝藻是一种光合细菌,有很多很多种,共同组成一个蓝藻门,蓝藻的历史可以追溯到约28亿年首次前出现的叠层石,叠层石是蓝藻所建造的有机沉积结构,最老的叠层石存在于35亿年(有争议),没有争议的大概是27亿年。所以说如果蓝藻指拥有蓝藻门这个门类特征的生物的话至少有27亿年历史,比现在地球上所有生物所存在的时间都要长。如果特指蓝藻中的一种的话,这个就很难判断了。不过叠层石直到现在现在还有,比如澳大利亚西部的鲨鱼湾(shark bay)就有叠层石。叠层石在前寒武纪(5.41亿年之前)很繁盛,到了现在很少很少了,因为动物可以很快吃掉形成叠层石的藻席。

2.蟑螂

蟑螂属于一类昆虫,最早的昆虫记录是在泥盆纪,所以蟑螂再怎么说也赶不上第一次大灭绝了,最早的蜚蠊目的化石记录是320Ma,而作为我们所熟悉的小强组成的生物分类单元是蜚蠊科,蜚蠊科最早的化石记录是在白垩纪。

3.鹦鹉螺

如果是现生的鹦鹉螺,起化石记录可以追溯到约1百万年,如果说是现生的鹦鹉螺所处的属一级生物包括已绝灭的,其化石记录最早的记录是37到34个百万年,如过是科一级生物,其化石记录最早是晚三叠世早期,约250百万年。如果是目一级生物,其最早化石记录是早泥盆世,419.2-393.3百万年。

4.鲎

作为我们熟悉的鲎,其最小分类单元应该是鲎科生物,鲎科最早的化石记录是在志留纪,所以没经历过五次大灭绝经历了四次大灭绝也很厉害了!

5.肺鱼

大家说的现生肺鱼可归为肺鱼亚纲,肺鱼亚纲的最早化石记录在泥盆纪早期大约4亿年的时候,也是经历过4次大灭绝。

6.水熊

水熊其实是一个很大的分类单元缓步动物门中的生物的统称,缓步动物门最早的化石记录是在寒武纪,所以说水熊经历过五次大灭绝也勉强可以。

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现存的所有生物

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