為什麼軟體動物門中腹足綱動物已登上陸地,而更加聰明的頭足綱動物卻還沒有呢?
陸地上有蝸牛和蛞蝓(鼻涕蟲),都是陸地上的腹足綱動物,但同為軟體動物的頭足綱那麼聰明,又演化的如此成功,為什麼沒有登陸呢?以前看過一紀錄片,講述的是未來可能演化出的生物,其中就有陸地章魚。想知道有沒有這種可能性。
【圖多,動圖多】
謝邀。
我也曾經思考過為什麼頭足類只生活在海洋中,覺得可以從下面幾個方面談一談我的看法:
(一)頭足類為什麼沒有進入淡水?
題主沒有問到這個問題,不過,如果有興趣,可以參考果殼網上有關於這個問題的討論:
為什麼頭足綱沒有進化出陸生和淡水品種? | 問答 | 問答 | 果殼網 科技有意思
各位大神回答得很詳細了。
(二)頭足類為什麼沒有登上陸地?
1,動物登陸必須經過淡水嗎?
不一定。雖然脊椎動物是由淡水生的種類演化成兩棲類的。但無脊椎動物,尤其是節肢動物,包括甲殼類,螯肢類和多足類,很可能是直接從海洋登上陸地。現代的陸生軟甲類,比如椰子蟹,會定期回到海洋中產卵,幼體在海水中生活(所以嚴格來講,它們應該算是兩棲生活),也可以證明海洋動物是可以直接演化成陸生(至少是兩棲)動物的。所以,頭足類就算沒有進入淡水,也依然還有登陸的可能性。
椰子蟹是現存最大的陸生(嚴格說是兩棲)節肢動物。圖片來源見水印。
2,什麼樣的水生動物才有可能登陸?
能夠在陸地上自由移動,是水生動物登陸的前提。最早爬上陸地的先驅們,無論是志留紀的板足鱟和蠍,還是泥盆紀的提塔利克魚,都沒有能夠長時間保水的皮膚,沒有可以呼吸空氣的肺,不能在陸地上交配和繁殖——但它們都必須擁有一種能力:在陸地上自由移動身體,哪怕時間再短再吃力,也要至少保證能夠爬回海洋,或者爬到另一個水窪,而不會困在地面上被晒乾。沒錯,要登陸,至少先擁有這種程度的運動能力:
![](http://i1.wp.com/pic3.zhimg.com/50/v2-0ba7254fc9b5ae519e1cda541f863b62_hd.jpg)
(圖片來源自網路)
按照生活方式和運動能力,水生動物可以分為:浮遊動物,游泳動物和底棲動物;其中底棲生物又可以分成固著型,底埋型,遊走型等等。大家可以看一看,有哪種類型的動物成功登陸了:
(圖片來源自網路,筆者整理)
營遊走和底埋生活的動物的運動方式並不完全依賴水的浮力和推進力(爬行和鑽穴),它們離開水後可以(至少是短時間地)在陸地上自由移動,這是登陸的必要條件。
3,頭足類為什麼沒有登上陸地?
在之前結論的基礎上,我們可以推測一下頭足動物沒有登陸的原因。
在志留紀和泥盆紀,也就是各類動物登陸的歷史節點,最繁盛的頭足動物是外殼類:鸚鵡螺和菊石:
![](http://i1.wp.com/pic4.zhimg.com/50/v2-4cc6ea88bd7f2b6eb0da3af1db657c05_hd.jpg)
現代的鸚鵡螺,是典型的游泳動物,不具備在陸地上移動的能力。圖片來源見水印。
外殼類頭足動物生態。絕大多數鸚鵡螺和菊石都是浮游和游泳型動物,少數淺海底棲類型由於貝殼過於沉重,在陸地上的活動能力也非常有限。圖片摘自童金南,殷鴻福主編《古生物學》。
而當身體輕便,能夠在灘涂上移動的蛸型類頭足動物(烏賊和章魚)興起時,已經進入中生代,陸地生態系統已經非常完備,不再有頭足動物插足的空間。換句話說:頭足動物錯過了登陸的歷史機遇。
4,為什麼腹足綱動物成功登上陸地?
就像前面所說的,腹足綱動物擁有在陸地上移動的能力(同樣擱淺在沙灘上,海螺的運動能力比章魚更強),它們趕在志留紀的歷史節點成功登陸,並佔據了特定的生態位。我把陸生動物粗略地分為:脊椎動物型,節肢動物型和蠕形動物型,三者的體型,力量,速度,生存環境和生存方式完全不同。腹足類實際上是強化版的蠕形動物型,它們很好地適應了濕潤的陸地環境(土壤,落葉層,雨林等等)。
筆者自己做的圖,如果頭足動物登陸,必定要選擇某種生存類型,它們的體型接近脊椎動物型,表皮和呼吸系統接近蠕形動物型,身體結構和運動方式可能會接近節肢動物型,同時和三種類型競爭,難度太大了。
5,未來頭足動物有沒有可能登陸?
個人認為,像章魚那樣的頭足動物也許可以慢慢進入灘涂和紅樹林,成為半水棲動物。就像題主提到的紀錄片(《未來狂想曲》)中虛構的沼澤章魚。
![](http://i1.wp.com/pic3.zhimg.com/50/v2-a424b99cb39691a5b80bb0c3bece7254_hd.jpg)
偶爾登陸捕個食也是沒問題的嘛。圖片來源自網路。
如果未來(這個未來很可能是幾千萬年甚至上億年後了)陸生動物的三種類型出現空缺而章魚依然倖存(很難想像這種情況),說不定可以乘虛而入。不過《未來狂想曲》中,在昆蟲和陸生脊椎動物依然存在的情況下,頭足類演化出大型陸生種類,個人感覺可能性近乎為零。
回答完畢,一家之言,歡迎指正。謝謝。
謝邀。
這是最近一段時間以來被邀請的一個我個人覺得有趣的問題。倒不是這個問題本身,而是關於相關的另外一個問題:為什麼沒有淡水頭足類。
看了果殼問答上的討論,實際上也沒有討論出有價值的假說。
稍稍一搜,發現這個問題很多人問過,有訪客留言給動物園的,有老師留給學生討論的,但是沒有看到一個可靠的結論,有猜測滲透壓問題的、捕食問題的、生殖問題的等等。
實際上,適應海洋環境到適應淡水環境的進化過程最重要的問題就是體液滲透壓的維持問題,而頭足類在這個進化過程中並沒有缺席。
我看到在2015年,日本岡山大學Ushimado海事研究所和東京大學大氣海洋研究所的一個合作團隊發表了一項研究,關於頭足類八腕目的體液滲透調控機制,發現章魚實際上有相當複雜的滲透調節系統可以適應一定的半鹽水環境,並且這種環境響應機制與其它親緣關係較近的不同類群生物有相似性,可能是平行進化的結果。
特別的,頭足類可以分為窄鹽性頭足類(Stenohaline Cephalopod)和廣鹽性頭足類(Euryhaline Cephalopod),這二者在維持體液滲透壓方面的能力有顯著不同。比如在研究中提到的Octopus Ocellatus 短蛸,這是吃貨非常熟悉的品種了,就是平時常吃的小章魚。它屬於廣鹽性頭足類,擁有在河口或降水稀釋的低鹽度海域存活的能力【1,2】。
這項研究一定程度上展示了頭足類生物在進化過程中並非沒有產生適應低鹽水環境的特徵,而且這種進化很有可能還在進行著。只不過相對於軟體類當中的個別「親戚」,頭足類在這方面的演化速度相對較慢,也是可以理解的,畢竟頭足類也擁有太多其它軟體動物門類所不具有的特徵,比如明顯的頭部分化,強大的運動能力,發達的神經系統等等。
海水佔地球水體的97%以上,但大部分區域非常「貧瘠」。這也是為什麼海岸附近的海洋生物多樣性和丰度顯著高於浩瀚的大洋中部區域。實際上頭足類的體液滲透壓調控機制已是這樣的環境下自然選擇的結果。進一步產生適應淡水環境的特徵並不一定是更有利於生存的方向。相反,也有陸生動物下海的例子,例如Cetacea(鯨目),不但由陸生祖先向海洋生物方向進化,而且淡水門類還逐漸減少,向瀕臨滅絕的方向發展。
(非魷魚頭足類和魷魚的丰度分布圖,Global patterns and predictors of marine biodiversity across taxa,2010【3】)
參考
【1】Raisuke Takeda,Octopus resources,Marine and Freshwater Behaviour and Physiology,111-148,2009.
【2】Tatsuya Sakamoto et al., Osmotic/ionic status of body fluids in the euryhaline cephalopod suggest possible parallel evolution of osmoregulation, Scientific Reports, 2015.
【3】Tittensor et al., Global patterns and predictors of marine biodiversity across taxa, Nature, 2010.
頭足綱可以說是,很夕陽的類群了呢。
首先呢需要有大量的淡水淺灘種類,才有登陸的契機。頭足綱在這一條上不滿足。畢竟頭足綱對滲透壓調節能力弱,難以適應淡水、沼澤灘涂的環境。
呃……頭足綱真的登陸的話不覺得很違和嗎喵?得益於 攀援的井蛙在前天的公眾號菊石篇中提到的「游泳動物和底棲動物」這個概念,我想,軟體動物本來在海里絕大部分也都是底棲的吧,各種爬爬爬。而頭足綱基本都是游泳動物,水淺了少了都動不了,更何況是脫離水環境的陸地呢? 它怎麼運動?
謝邀
你看鯨類的祖先登上了陸地,不是又回海洋了。
海洋里多好,為啥要登陸。
完全腦洞回答,非科學,233
可能還沒有意識到陸地的好處,可能正在努力,也可能看了看,覺得不喜歡陸地。
生物和公司很像。如果環境不變,就會逐步適應,直到徹底特化,成為這個環境的霸主。但如果這時環境變了,他也會試圖改變。但他已經特化,能否競爭過更輕便,未特化的物種,就是未知的。可能,有很多頭足綱已經走在試圖登陸的路上,但在競爭中最終都失敗了。在沒能發現某種已經滅絕的已經登陸的頭足綱化石標本的情況下。
登陸了靠啥行走?每一步都是拿大頂嗎?
謝邀
不好意思,我沒圖!
先說:進化一詞帶有明顯的人文意志色彩,後達爾文主義越來越多的改用「演化」了。
問題的實質也有很大的錯誤,「聰明」、「高等」就一定更具備開拓新生存空間的優勢嗎?完全不是,人類最聰明,但是人到現在還不能自行飛翔在天空呢,想去找反例會有很多很多。
關於陸地章魚的問題,我認為完全有這種可能(其實我的意思是:我現在完全無法有能力證明這事不可能發生)。
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