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浅坑 节肢动物那些事儿(一)离开海洋的旅程

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最近心血来潮想写点节肢动物演化的内容,那就开干,省得热情凉掉。鞭腕虾镇楼



IP属地:海南来自Android客户端1楼2019-04-28 20:06回复
    我们知道,节肢动物是最早登上陆地的动物类群,也是现代陆地动物中种类最多的成员。本帖将简单介绍各类群离开海洋,进军陆地和淡水的旅途。



    IP属地:海南来自Android客户端2楼2019-04-28 20:09
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      2025-09-04 07:18:51
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      按照传统分类,现存节肢动物被分为螯肢亚门,多足亚门,六足亚门和甲壳亚门四个亚门(按演化关系细分则更为复杂),四个亚门中都有陆生的类群,有些类群甚至若干次向陆地发起冲击。








      IP属地:海南来自Android客户端3楼2019-04-28 20:20
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        所有登上陆地的动物类群所要面对的问题不外乎以下几个:如何支撑身体和运动,如何呼吸,如何繁殖,如何排泄,如何保存水分。其中,节肢动物自身的属性几乎能完美的解决支撑身体和运动的问题,毕竟由甲壳素和坚硬蛋白质复合而成的外壳,以及分节的灵活附肢,使得节肢动物在演化的初期就占尽先机,已发现最早的节肢动物足迹可以追溯到寒武纪。事实上,很多现存海生节肢动物在尽力情况下也能在陆地活动,就连下图中形态如此“放飞自我”的隐虾亚科也能用短小的步足撑起长长的身体,在陆地上站立起来。



        IP属地:海南来自Android客户端4楼2019-04-28 20:33
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          lz,你的脊椎动物演化坑是不是不填了?望眼欲穿中


          IP属地:上海5楼2019-04-28 20:47
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            与此同时,节肢动物的外壳还有一定的保存水分的作用,所以我们看到螃蟹可以趁着退潮时间在海岸活动几个小时,而其他潮间带动物比如沙蚕和涡虫留在岸上很快就会被晒干,石鳖和帽贝等软体动物也大多要躲进贝壳的庇护之下。当然,即使是螃蟹,留在岸上太久也会被晒干,所以真正的陆生节肢动物仍需要在外骨骼的防护下进一步完善防水的机制。解决方案主要有两种:其一,压根不解决。。。。没错,有些已经在陆地上进化了四亿多年的节肢动物仍然不具备有效的防水机制,典型的例子包括唇足纲(至少是大部分的唇足纲),养过宠物蜈蚣的人大多知道,蜈蚣的环境湿度不能太高也不能太低,因为蜈蚣的外壳防水性很差,而同属于唇足纲的石蜈蚣目,暴露在干燥环境几个小时就会死亡,甚至还不如一些螃蟹坚持的时间长。可见唇足纲等多足类动物虽然能在陆地活动,呼吸,排泄以及繁殖,却无法靠自身的力量保存水分,因此只能躲藏在阴暗潮湿的角落。图一二扁形动物,三四纽形动物,图五环节动物,图六为同一片海滩搁浅的鼓虾,图七为蜈蚣,最后是两种石蜈蚣。










            IP属地:海南来自Android客户端6楼2019-04-28 21:09
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              而另一种更完善的解决方法是在外壳上添加一层防水的蜡层,蛛形纲和大部分昆虫都具有这样的防水层。正因为有了这层防护,蝴蝶,蜂类和蜻蜓等昆虫才能顶着烈日在空中长时间飞舞,而下图中的Hottentotta gentili(摩洛哥绒毛黑鳄背蝎子)已经一两年没见过水了。






              IP属地:海南来自Android客户端7楼2019-04-28 21:19
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                旧坑不填又挖新坑。


                来自Android客户端8楼2019-04-28 21:21
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                  2025-09-04 07:12:51
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                  关于节肢动物在陆地上的活动能力,绝大多数陆生节肢动物还异曲同工地进化出脚掌状的结构,末端通常还有两个爪状的小钩,使得节肢动物在陆地上活动更加自如,附肢的受力也更合理。而水生的龙虾和螃蟹等种类行走时足末端直接插向地面,没有脚掌状结构。有些昆虫例如一些双翅目,膜翅目,鳞翅目和瓢虫等在足的末端两个钩爪之间还有如同吸盘一般的爪垫,使得这些昆虫能够吸附在很光滑的表面,跳蛛依靠足尖浓密的毛带来的电磁力也能达到类似的效果。










                  IP属地:海南来自Android客户端9楼2019-04-28 21:39
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                    节肢动物解决陆上活动的问题很容易,而接下来这个考验就有一些难度了,那就是呼吸。呼吸系统的样式千差万别,实质却大同小异,原始的简单的动物不需要呼吸系统,例如珊瑚和涡虫仅靠体壁就能造成呼吸,而随着动物的结构复杂化,体型也不断增大,就需要更高效的呼吸器官供应精密的身体结构,在这样的选择压力下,完善的呼吸系统逐渐成型。气体交换的场所无非都是被粘液包裹的薄的结构,经常仅有一层细胞,方便气体进出,这与以前的体壁很相似,不同的是在黏膜下方连接有血管或其他有血液通过的场所,经由循环系统将氧气送往全身。所以在很大程度上说,节肢动物的陆上呼吸系统,只要做到在陆地上保持呼吸器官的黏膜湿润就足够了。最简单的进化模式自然是在现有呼吸系统基础上进行改良,例如鲎和海蝎子的书鳃结构内陷就成了书肺,一些陆生蟹的鳃瓣减少或者演化出支撑结构防止鳃在空气中塌陷,潮虫亚目的腹肢的足鳃进化出伪气管等。当然,这些都是最初级的路上呼吸器官。一些陆蟹的鳃室表面发展出类似肺的功能,更多的陆生节肢动物,比如六足亚门,多足亚门和除蝎子以外的大多数蛛形纲都进化出了气门和气管,这些都是在陆上新出现的器官。从这两个幼虫的侧面可以清楚看见气门。



                    IP属地:海南来自Android客户端10楼2019-04-28 22:36
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                      呼吸的问题也解决了,然而还有一个很容易被忽略,却相当致命的问题,排泄。无论脊索动物,软体动物还是节肢动物,生活在水中的类群排泄方式大多相对原始,氮元素代谢产物主要为氨,氨对动物体有害,因此需要大量水分及时带走,而当来到陆地时这样的排泄方式自然就不适用了,当然也有个别陆生节肢动物保留了这种原始的排泄方式——等足目的潮虫亚目和端足目的陆生跳钩虾仍然保留着甲壳类的触角腺,基节腺,颚腺等排氨的模式,所以养潮虫的话不久环境就会出现一股奇怪的气味。而蛛形纲,多足亚门和六足亚门在后肠部分形成了新的排泄器官——马氏管,能将氮元素代谢产生的尿酸和尿酸盐直接添加到粪便上一起排出,看起来和鸟粪中的白色部分差不多。








                      IP属地:海南来自Android客户端11楼2019-04-28 23:22
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                        蝎子粪便上带有白色尿酸,很像鸟粪,这种排泄方式比较节约水分,是节肢动物适应陆地生活的关键点之一。


                        IP属地:海南来自Android客户端12楼2019-04-28 23:25
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                          这彩色潮虫真漂亮。


                          IP属地:四川来自Android客户端13楼2019-04-29 02:46
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                            史上最大的节肢动物是不是莱茵耶克尔鲎?


                            IP属地:广西来自Android客户端14楼2019-04-29 10:48
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                              2025-09-04 07:06:51
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                              新生代鲨鱼巨型化和鲸类下海有关系吗?


                              来自Android客户端15楼2019-04-29 21:55
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