如人大小的史前巨蝎揭示史前谜题

　　蝎子身长接近两米，想想都觉得毛骨悚然，4.5亿年前，这种蝎子是一种海蝎，它们霸占着整个地球！
　　新发现的化石显示，地球上的第一个大掠食怪物是一个奇怪的大水虫。几乎五亿年前，远早于恐龙出没之前，地球上占主导地位的大型食肉动物是一种巨型海蝎子。迄今发现的最大和最古老的海蝎化石在美国爱荷华州出土。科学家发现，在爱荷华州所有地方都留下了这些史前新怪物的迹象。
　　研究团队将新发现的巨蝎命名为迪科拉古希腊军舰（Pentecopterus decorahenis），迪科拉是指化石发现地点爱荷华州迪科拉，巨蝎看起来像古希腊军舰penteconters。
　　巨蝎是一种和已经灭绝的寄居蟹、蜘蛛和蝎子有关的广翅鲎（音厚）一族的已知最早成员。
　　那个时候大多数广翅鲎成员相对较小，只有大约2英吋长，但巨蝎是个例外。古生物学家说，它的体型巨大，可以长到5英尺7英吋（1.70米）长。
　　研究小组由美国耶鲁大学的James Lamsdell率领，科学家找到了来自至少30只巨蝎的150多块化石碎片，并在杂志《BMC Evolutionary Biology（BMC进化生物学）》上发表了他们的研究结果。
　　Pentecopterus巨蝎不是脊椎动物，它没有骨头，它会在一生中蜕皮几次。就像蝉蜕能够清晰显示蝉的外骨骼。巨蝎前面肢体上有巨大的刺，用来捕捉猎物。后部有桨状肢体，帮助游泳。中间的腿则用来抓着海底。头部和穗尾有十几个爪臂。
　　Lamsdell说，不同于现代土地蝎子，这种动物的尾巴不能蛰，而是用于平衡和游泳，它的一半长度是尾部，它从细长头里伸出许多爪臂抓住猎物，并把猎物推到嘴里。Lamsdell认为：＂这显然是一个非常具有侵略性的动物。＂
　　大多数化石标本是从爱荷华州东北部的古陨石撞击坑内的Winneshiek页岩中采集到的，主要位于爱荷华河河底。其中一部分河段不得不暂时截流，以便科学家采集化石标本。耶鲁大学科学家认定，这是来自4.6亿年前的新种，爱荷华州那时还在海洋底下。
　　在2010年进行的挖掘工作发现5000多块从4.85亿至4.43亿年间奥陶纪时间段的化石标本。除了Pentecopterus化石，科学家们还发现了属于节肢动物无颌鱼和鳗鱼的牙形刺化石以及藻类和植物。
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　　巨蝎模拟图
　　古巨蝎化石现身
　　４亿年前，地球上生活着一种你无法一脚踩死的昆虫。这种巨蝎长达２.５米，远远超出人类的身高。
　　据报道，一些英国科学家日前偶然发现了一块古巨蝎的钳子化石。按照比例计算，古巨蝎很可能是历史上体形最大的昆虫。
　　妙手偶得
　　这块珍贵化石是由英国古生物学家马库斯·波施曼几年前在德国普吕姆一个采石场发现。此前，他认定这个采石场几亿年前是片沼泽地。
　　波施曼回忆说：＂当时我正在用锤子和凿子挖一块石头，突然发现石头上有一块黑色的有机物。经过清洗，我发现那是动物大钳子的一部分
　　波施曼说，他当时不知道是否能找出完整的钳子化石，但还是决定继续挖掘，后来有了更多发现。
　　＂我们把碎片分别清洗干净、吹干，＂他说，＂然后重新粘贴在一起，再放进白色的石膏护具中保存。＂
　　有关此化石的研究结果２０日刊登在英国皇家学会主办的《生物学通讯》杂志网站上。
　　研究结果显示，钳子的所有者是一种海洋巨蝎。这种巨蝎生活在４.６亿至２.５亿年前。研究人员预测，这种巨蝎可能是现代蝎子的祖先，甚至是包括蜘蛛、蝎子、螨类和虱类动物在内的所有节肢类动物的祖先。
　　巨型昆虫
　　研究人员之一、来自英国布里斯托尔大学古生物学家西蒙·布雷迪说：＂这是项伟大的发现。＂
　　研究人员经过测量，发现被挖掘出来的蝎钳约长４６厘米。根据比例，研究人员预测，拥有这只钳子的巨蝎身长约在２.３３米至２.５９米之间。
　　布雷迪说，这块化石的发现表明，古时候的蜘蛛、昆虫、螃蟹等很可能比想像中的要庞大得多。
　　＂此前曾有资料记载过体积巨大的百足虫、蝎子、蟑螂和蜻蜓，＂他说，＂但我们现在才知道那些庞然大物到底有多大。＂
　　德国弗赖堡矿业学院古生物学家乔治·施奈德对研究人员的工作表示赞赏。
　　＂这些巨蝎在地球上统治了几百万年，因为它们没有天敌，但后来被长着下颚和牙齿的巨鱼消灭，＂他说。
　　#p#分页标题#e#军备竞赛
　　对于巨蝎体积如此庞大的原因，研究人员有不同的解释。
　　有些人认为，古时候氧气充足有利于巨蝎的生长；还有人认为，由于巨蝎是同类相食的动物，所以它们要长得尽可能地庞大，以使自己在争斗中制胜。
　　＂巨蝎之间的竞争就像是核军备竞赛，必须拥有最厉害的武器，＂布雷迪说，＂在几亿年前，与脊椎动物相比，这些巨蝎更占上风。＂
　　布雷迪开玩笑说，＂如果下次发现一只苍蝇或蜘蛛，你可以想象一下它们很久以前的样子，那时你可没有办法轻易把它们弄死。＂
　　研究人员指出，巨蝎很难长得更大，因为它们没有骨架，难以支撑庞大的外壳
　　如人巨蝎，揭示史前谜题
　　苏格兰发现水生巨蝎化石，学者称史前生物体形巨大皆因＂富氧＂
　　从几厘米甚至是几毫米的微生物，到块头硕大无比的庞然动物，地球上物种的丰富性可见一斑。难以想象的是，几厘米长的蝎子，其祖上的块头却不小，基本上与人的体形相当。向我们展示了史前大块头存在的事实。科学家研究表明，巨蝎的体形与当时大气的氧气含量有关。
　　巨蝎揭开动物登陆之谜
　　蛛形纲动物多为陆生，其中也包括蝎子。但是来自古生物的研究却表明蝎子适宜的环境是在水中。从海洋到陆地，其间经历了怎样变迁，这种变迁的年代究竟为何时？来自米德兰峡谷附近的水生巨蝎的发现也揭开了这一时间之谜。
　　地球上宏观生命的历史分为三个巨大的时代∶古生代、中生代和新生代。每个时代又分为若干个阶段。
　　古生代后半期，其中泥盆纪终止于大约3.6亿年前；石炭纪终止于2.8亿年前，而二叠纪终止于2.5亿年前。
　　在古生代时期，物种也开始其从海洋到陆地的漫长进化过程。
　　王文利表示，一般认为，生物的进化过程是从无到有，从水生到陆生。类似昆虫等动物是于泥盆纪时代开始，从水中过渡到陆地。＂当然，动物过渡到陆地的时间要明显晚于植物。在约4亿年前，植物开始在陆地上‘着陆’，这些着陆植物一般为蕨类。而大量植物在陆地上的生长，为动物的‘登陆’做好了准备，＂王文利表示，毕竟只有等陆地上有了充足食物后，动物才会从海洋过渡到陆地。
　　那么究竟动物登陆的时间为何时呢？王文利解释说，由于植物登陆时间确定为4亿年前，科学界一般将动物登陆时间锁定在植物之后，也就是泥盆纪和石炭纪时期。此次发现的巨蝎距今3.3亿年前，从其爬行步幅及姿态上表明其登陆的时间为3亿年之前，这便表明当时蝎子就已在向陆地发展，而相比其他物种来说，蝎子是到陆地生存比较早的一种生物。#p#分页标题#e#
　　史前巨蝎
　　长着1米6的个头
　　英国设菲尔德大学地理系教授马丁·怀特（Mar鄄tinA.Whyte）日前在苏格兰米德兰峡谷附近6米深的地下发现一化石，经鉴定为水生巨蝎化石。
　　怀特表示这只水生巨蝎（Hibbertopterus）已有3.3亿年的历史。而让怀特感到更为吃惊的是，这只史前6足蝎约有1.6米长，1米宽，大小跟人类相差无几。
　　化石上的巨蝎，其尾部已拖在地上，呈现出爬行的姿态。根据研究分析，怀特认为，巨蝎爬行时，六条腿留下类似月牙形的痕迹，而拖在地上的尾巴也可以划出凹槽。通过测量，它的足痕有6米长，1米多宽。
　　怀特认为从这只巨蝎步幅大小上推断，它是一庞然大物，并且爬行的动作非常缓慢；加上拖在地的尾部所拖出的凹槽，证明它是面朝下在陆地上拖动行走。
　　蝎子属于无脊椎动物中节肢动物门中的蛛形纲，而水生巨蝎是在此类动物中已知的最大的一种，但这些巨蝎在2.5亿年前就灭绝了。怀特认为，这种古代水生巨蝎当时正处于繁盛时期，应该可以在海岸地区生活。
　　而从巨蝎的步幅大小、面朝下拖动行走等方面推测，它可能刚刚处在会行走的状态。如果科学家们的分析正确，这只3.3亿年前的巨蝎可能正从水中向陆地过渡，那么它们有可能是第一种到陆地生存的生物。
　　除了巨蝎
　　还有巨蜻蜓、巨蜘蛛
　　早在怀特等人的发现前，科学界已发现史前的庞大生物族。北京自然博物馆标本室主任王文利专门研究古生物，他介绍到，越来越多的科学发现表明了史前生物体形之大。
　　许多化石记录表明，在恐龙之前，地球上就有巨大的物种存在，它们基本上是3亿年前石炭纪的巨型节肢动物。据化石推测，石炭纪的蝎子体长可达1米以上，有一种蜘蛛的腿长达50厘米，长达1米6的蝎子也再次刷新了人们对古蝎子的认识。
　　而来自英国德比郡采矿场的化石标本更是佐证了古生物中多有大块头这一观点。1979年，科学家们在英国德比郡采矿场地下挖出一具巨型蜻蜓化石。它的翼展竟然超过78厘米，＂这些蜻蜓体形巨大，与现在的蜻蜓不是同一种，因此被称为古蜓类，＂王文利解释说。
　　王文利还介绍，我国山东境内也曾发现过生活在2500万年前的巨型昆虫，包括比现在的同类体形大一倍的蚊子。
　　氧气含量促使
　　物种向大个进化
　　那么这些庞然大物究竟是怎样形成的呢？来自美国新泽西州罗特格斯大学海洋与海岸科学研究所的保罗·法尔科夫斯基（PaulG.Falkowski）教授与其同行论证了＂富氧学说＂。9月30日《科学》杂志上发表了他们的相关研究。#p#分页标题#e#
　　法尔科夫斯基通过分析侏罗纪和白垩纪时代大西洋海底原始沉积物中碳和硫的同位素记录，计算出过去数亿年内大气中的氧含量。结果发现，地球经历过几次氧气含量的增减变迁。
　　6亿年前的大气中氧含量约为20%，与现在的含量基本相近。在漫长的地球演化过程中，氧气的含量一直都比较稳定，这一过程一直延续到4亿年前。
　　但到了大约3亿年前，氧含量突然升高达到30%，有些记录上还显示高达35%.与此前的记录相比，增长接近一倍。随后在2.4亿年前又骤降到12%.到了5000万年前，氧气水平回升到17%，此后地球上氧气含量便处于一个上升的态势，到4000万年前，这一含量达到了23%.现在，大气中氧含量约为21%.法尔科夫斯基在报告中指出，一些大块头生物处于3亿年前，正好是氧气含量骤增时，而大气中氧气含量的上升，对大型动物的进化起到了某种促进作用。
　　科学家认为许多节肢动物是通过遍布它们肌体中的微型气管直接吸收氧气，而不是通过血液间接吸收氧气。动物呼吸时，是由气管将氧气输送到全身。气管系统的总长度决定了该物种所需氧气的含量。器官系统长的所吸收氧气量就多，反之则少。而在物种进化过程中，氧气含量的增长便促使物种向大块头方向进化。蝎子便属于其中的一例。
　　王文利表示，富氧学说是在解释物种大块头中的一种假说。近年来，越来越多的科学研究证明了这一学说。针对我国山东发现的巨型昆虫化石，根据对当地含氧量的分析，科学家认为正是高含氧量促使该地区大块头生物的出现。
　　不过王文利同时也指出在解释生物物种体形巨大时，还要将地球上所有生物的进化视为一个系统来解读。＂在生物进化过程中，食物的充足也可造成物种的变大，＂如果说氧气解决了呼吸上的问题，那么食物的补充是另一个必不可少的要素。
　　氧气减少
　　造成巨蝎灭绝
　　假如氧气的增长造就了大块头水生巨蝎，那么它们在2.5亿年前的灭绝是否也与氧气含量变化有关呢？
　　来自法尔科夫斯基的研究报告中表明，在2.4亿年前大气中氧气含量又骤降到12%.研究人员表示，一般来说，每种动物都有自己的最低氧气浓度要求，这是每个物种只能在一个特定纬度地区生活的原因。例如，人类就无法在海拔5100米以上生活。
　　氧气浓度的减少，对一些适应了富氧环境的生物来说就无法适应，由于不能及时调整自己的呼吸系统，因而便会造成物种的灭绝。
　　对此，王文利表示，巨蝎只是动物进化中的过客。此次发现的巨蝎所处的时代，同时也存在着个头比较小的蝎子。这些物种的丰富性便决定了只有适应环境的强者才能最后生存下来。如果说正是富氧造成了史前生物的大块头，那么他们也可以因为氧气的减少而不适应，从而灭绝。#p#分页标题#e#
　　同时，怀特等人的最新发现也提供了另一种可能性。那便是考虑到整个生物链的进化情况，巨蝎的消失或许是在与其他物种争夺食物的＂战役＂中退下阵来。
　　怀特对水生巨蝎进行了仔细分析，巨蝎前面两肢的结构类似毒螯，但根据对水生巨蝎所吃食物分析，发现这两肢并不是毒螯，而是用来扫除挡在身前的垃圾，当然它们也用这两肢捕捉小型生物为食。水生巨蝎尽管长得庞大却没什么攻击性的武器，这便使得它们成为早期脊椎动物猎取的对象，自身的生存处境较为艰难