互动科普

图1. 来自水中的突击

沧龙类vs.翼龙类

时代：约8630万～8360万年前（晚白垩世圣通期）

地点：北美大陆中部（现美国堪萨斯州）

水中体长达10米的庞然大物迅速浮上来，瞄准接近海面捕鱼的无齿翼龙。这个庞然大物就是海生爬行类霸主—沧龙类中的海王龙。

复原图所绘的地方是晚白垩世（约8500万年前）的海面上，当时北美被贯穿南北的海洋隔开。那时的海洋里，海王龙是最大且最强的捕食者。根据最近的研究，海王龙的尾巴末端像月牙形，这种形状的尾巴是其可以快速推动身体前行的有力证据。然后其强壮的牙齿可以切开并帮助咽下猎物。

在另一面，无齿翼龙是当时翼龙中比较有代表性的物种。翼展可达7米宽，体型非常大，但体重只有20千克左右，主要以鱼为食。通过其特征性细长的冠的形态或可区分雌雄。

无齿翼龙修长的翅膀与擅长滑翔的信天翁的翅膀很像。因此，它不能像燕子一样拍打翅膀来瞬间改变方向。像复原图所绘的状态下，当它发现敌人想逃时，已为时已晚。

从海王龙化石的胃中发现了各种各样的猎物化石，其中有的翼龙化石被认为是无齿翼龙。但是不能确定海王龙是在无齿翼龙飞行时袭击，还是在无齿翼龙死后浮在海面时去吃，或者是两种说法外的其他可能性。海王龙和无齿翼龙类群都在6600万年前消失了。

图2. 大型鱼类的逃脱？食物刺穿了捕食者的肚子

圆筒苇管鱼vs.加氏圆枝鱼

时代：约1.1亿年前（早白垩世阿尔布期）

地点：南美洲（现巴西塞阿腊州）

曾经同属一个大陆的南美洲和非洲分裂，开始形成大西洋。此时的巴西近海，2条大型鱼类在水中翻滚。全长约1.5米的圆筒苇管鱼的肚子被同等大小的加氏圆枝鱼咬破。如复原图所绘制的鱼的肚子中有鱼的场景，确实在化石中发现过。

化石中类似于现生海鲢体型的圆枝鱼的尾鳍从苇管鱼的嘴巴伸出，苇管鱼的腹部被圆枝鱼的头部刺穿。眼前展示的是苇管鱼将圆枝鱼吞入口中，但是看上去却无法下咽。这是当然，因为圆枝鱼的全长达到1.2米。圆枝鱼强韧并像刀一样的下颌咬破苇管鱼的肚子尝试逃出时，却发现受困的身体无法动弹，于是两者同归于尽。

圆枝鱼没有软骨，和现在餐桌上常见的鲤鱼等多数现代鱼一样，属于真骨鱼类。圆枝鱼在晚白垩世已经灭绝，但是它所属的真骨鱼类是现在最繁盛的鱼类。另外苇管鱼属于比较原始的全骨鱼类弓鳍鱼科。弓鳍鱼类多发现于世界各地约1.5亿～533万年前的地层中，现生只有北美残留的一个物种（Amia calva）。

持续繁盛的真骨鱼类与已经失势的原始鱼类相互搏杀的化石，是到目前为止鱼类间残酷生存竞争的写照。

图3. 奇异动物间光的攻防

布尔吉斯动物群小动物vs.奇虾

时代：约5.05亿年前（寒武纪中期）

地点：北美洲（现加拿大西部）

具有两只巨大“触手”以及敏锐眼睛的捕食者奇虾正在寻找猎物。但是身处海底的威瓦西虫的身体被太阳照射后闪耀着奇妙的光芒，奇虾面对这种奇光心生胆怯。

在生物体构造发生了剧烈变化的寒武纪海洋里，生活着很多奇妙的动物。在加拿大西部的布尔吉斯山附近的地层中，最早发现了那时动物们的化石，因而称为“布尔吉斯动物群”。

除了体长最大可达2米的奇虾类外，布尔吉斯动物群代表性动物的体长在2～8厘米左右。但是这些小型动物也具有奇虾一样的眼睛，可以与同样具有眼睛的捕食者进行对抗。

用电子显微镜观察威瓦西虫体表的微细结构后发现，其结构类似于光盘的刻录面或吉丁虫的表面，随着观察方向的不同，会显示出诸如金色或幻彩等不同的“结构色”，有观点认为这种光能够起到蒙蔽捕食者双眼的作用。

皮卡虫长得像现生的文昌鱼（位于复原图右上)，它也可能利用光来防御。当皮卡虫的背部接受阳光照射时，会像镜子一样表现出与海水一样的颜色，于是便在海中隐身了。另外还发现了数百个皮卡虫化石保存在一米见方的范围内，预示皮卡虫有可能成群行动以保护自己。

有观点认为“寒武纪生命大爆发”的起因可以归结为“光开关理论”(Light Switch Theory，又称眼诞生假说)，捕食者一方如果有眼睛的话就能很好地观察猎物的位置和行动，另外被捕食一方有眼睛时就能看到敌人并很快地逃跑。由于眼睛的诞生使竞争趋向激烈化，进化出了用于欺骗敌人的体色、保护身体的壳或刺、运动能力高的足或鳍等。例如怪诞虫（复原图左下）的背侧有刺、很可能是用来保护身体的。

在寒武纪海洋中开展的生存竞争，可以说光是捕食者和被捕食者之间攻防战的关键。这也预示着在接下来的5亿多年中，海洋中厮杀不断。

（本文发表于《科学世界》2016年第4期）