探寻意识的源头(下)
作者 杨冬
发表于 2023年3月

捕猎模式促进动物演化

若想探寻意识的源头,回溯动物的起源、演化过程不可或缺。当今绝大多数现存的动物都属于两侧对称动物,海绵和腔肠动物则不属于两侧对称动物,它们在寒武纪之前就出现了。典型的两侧对称动物是蠕虫,其最大特点是有一条有两个开口(口和肛门)的消化道。消化道周围有肌肉,可以驱动它移动觅食。蠕虫还有一个神经系统,可协调其运动。在远古时代,蠕虫生活在海底,以细菌为食。在寒武纪之前,由于地球上的动物很少,海底的细菌以及与之共生的藻类可以形成很厚的生物膜。生物膜如地毯般铺满海底,被研究者称为 “伊甸园”。最初的蠕虫就生活在“伊甸园”里,通过吃细菌获取能量,维持生存。可以想象,由于食物充足且没有捕猎者,在这种环境中生存,意识是不重要的。

根据已经发现的古生物化石,研究者们认为,在寒武纪,地球上出现了动物物种大爆发,目前已知的30多个动物界的门都是在这段时间里演化形成的。那么,是什么导致了寒武纪大爆发呢?现在,科学界有多种假说,其中一种著名的假说是氧气水平的变化导致了物种大爆发。氧气最初是由蓝细菌通过光合作用产生的。虽然20亿年前的地球大气中就已有氧气,但是直到约8亿年前,地球上的氧气水平仍然比较低。之后,大气中的氧气含量开始逐步上升,到寒武纪前,已基本达到了今天的水平。与氧气水平上升同步出现的是原始的动物,如海绵,在寒武纪大爆发初始阶段,还出现了埃迪卡拉生物群。因此,生物的大型化和复杂化,很可能与氧气水平上升有关。低氧气水平显然很难支持动物们更为积极的生活模式,因为这样的生活模式需要更快的新陈代谢,必然耗氧更多。

埃迪卡拉生物群的典型动物:狄更逊水母

然而,仅凭氧气水平的变化就可以解释寒武纪大爆发吗?这个解释较为片面。从本质上看,寒武纪大爆发是具有蠕虫样结构的两侧对称的动物的物种大爆发。在寒武纪的自然条件下,蠕虫的多样性有了极大的提高。如果仅仅是氧气水平出现变化,确实很难解释为什么只有与蠕虫类似的物种得到极大扩张。因此,必然还有其他因素,而该因素对蠕虫这类动物的繁衍特别有利。同时,在寒武纪大爆发的过程中,动物也逐渐出现了骨骼结构。骨骼对于动物有多种用途,可以作为铠甲保护机体,也可以作为肌肉的连接点,增加动物的运动能力。

为什么在寒武纪有些动物会进化出骨骼呢?有些学者认为,是因为两侧对称的动物在寒武纪进化出了捕猎这种生存模式。

本文刊登于《百科知识》2023年5期
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