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吃过那么多章鱼,你见过带壳的吗?

字号+ 来源:物种日历 2017-06-18 08:00 我要评论

精准优雅等角螺线的极致缝合,数列迭代完美分型的迷人款式,五亿年潮涨潮落凝成的美丽图案,鹦鹉螺披着这身华丽的衣裳从远古走来,一切早已沧海桑田,可它却从未改变...... 今日

精准优雅等角螺线的极致缝合,数列迭代完美分型的迷人款式,五亿年潮涨潮落凝成的美丽图案,鹦鹉螺披着这身华丽的衣裳从远古走来,一切早已沧海桑田,可它却从未改变......

今日主角:帕劳鹦鹉螺。图片:Manuae / wikipedia

鹦鹉螺所属的头足纲起源于寒武纪末期,包括大名鼎鼎的鹦鹉螺亚纲、菊石亚纲和蛸形亚纲下的众多成员,它们曾是占据海洋食物链的顶端的王者。经历了亿万年的漫长演化,蛸形亚纲的形态发生了巨大变化,成为了我们熟悉的章鱼、乌贼;而鹦鹉螺亚纲和菊石亚纲已几近灭绝,只留下了鹦鹉螺科唯一一支。

菊石,已灭绝。图片:123rf.com.cn正版图片

鹦鹉螺在古生代几乎遍布全球,如今仅分布于西太平洋和印度洋海域,现存鹦鹉螺包括两个属约六种,常见的比如帕劳鹦鹉螺(Nautilus belauensis)、珍珠鹦鹉螺(N. pompilius)和大脐鹦鹉螺(N. macromphalus)等。它们都具有螺旋形盘卷的外壳,外壳直接通常20厘米左右,最大不超过30厘米,而鹦鹉螺家族中体形最小的大脐鹦鹉螺外壳一般只有16厘米。

珍珠鹦鹉螺的螺壳。图片来源见水印

自由浮沉的深海潜艇

鹦鹉螺轻薄的外壳色彩艳丽,壳表面呈白色或乳白色,生长纹从壳的中心辐射而出,一般为红褐色,整个螺旋形外壳表面光滑细腻,外形酷似鹦鹉的喙,因此中文通用名谓之“鹦鹉螺”。

鹦鹉螺得名于其与鹦鹉喙酷似的外形。图片:123rf.com.cn正版图片

鹦鹉螺的外壳由外套膜分泌的碳酸钙和有机质构成,它内部被横断的隔板分隔成许多独立腔室;随着壳身不断生长,腔室也有规律地向后推进排列。外端最大的一个腔室用来容纳鹦鹉螺柔软的身体,因此也称为“住室”;其它各腔室均充有气体,又被称为“气室”。

鹦鹉螺腔室的示意图,随着成长它会在最外端新建更大的“住室”。图片:fthmb.tqn.com

鹦鹉螺壳各腔室之间的隔板有一根贯穿的细管相连,以维持各壳室之间的气体运输,通过调节各室内气体的多少,操纵身体上下浮沉,调整移动角度。这种绝妙的身体构造也为人类早期建造船只和后来的潜艇设计带来启迪,鹦鹉螺属名“Nautilus”的拉丁文原意也是“水手”的意思。

剖开鹦鹉螺,展示腔室和连接各个腔室的细管。图片来源见水印

鹦鹉螺是暖水性动物,一般生活在50到300米深的海域,白天沉入海底休息;夜间活动较为活跃,有时会成群结队地飘浮在海面上。鹦鹉螺在海里运动时,会借助从外套膜中喷出的水流往后方推进游动,所以鹦鹉螺又被海洋生物学家称为“汪洋中的喷射推进器”。

夜晚,成群活动的鹦鹉螺。图片来源见水印

汪洋中的喷射推进器。绘图:翼狼Elang

令人赞叹的迷人外壳

然而令人叹为观止的还不止于此,鹦鹉螺的外壳左右对称,外壳切面呈等角螺线。等角螺线又称为对数螺线,其规律最早由笛卡尔在1638年发现。

你一定看过这样展示等角螺线的图。图片:123rf.com.cn正版图片

等角螺线是自然界中常见的一种螺线,蕨类植物和一些植物嫩叶蜷曲的形状就遵循着等角螺线;以向日葵为代表的菊科植物,种子在花盘上的排列方式也按照等角螺线;鲨鱼的背鳍形状、猛禽的盘旋轨迹也遵循着等角螺线;甚至浩瀚宇宙中一些星云的旋臂形状也近似等角螺线。因为外壳在生长时内圈与外圈分泌石灰质的量总保持恒定,鹦鹉螺的螺壳曲线也顺应这自然之法,简洁而优雅。

如果我们将长宽比为0.618的“黄金矩形”依同样的长宽比向外扩张,就能得到所谓的“黄金螺线”,那是开角约等于137.5°的等角螺线。虽然日历娘在0618这个日子介绍鹦鹉螺,但还是有必要提醒大家,鹦鹉螺的螺壳曲线是等角螺线,但开角并不是137.5°,它不是“黄金螺线”。

再来看看鹦鹉螺优雅的等角螺线。图片:123rf.com.cn正版图片

很多艺术家也从鹦鹉螺身上获得灵感,创作出绘画、雕塑、建筑等艺术品;同时,鹦鹉螺也被捕捞作为商品,通常的捕捞方法就和钓鱿鱼一样。

在装饰市场售卖的珍珠鹦鹉螺。图片来源见水印

相传大诗人陆游有一只鹦鹉螺的酒杯,常年用它喝葡萄酒,简直爱不释手,还留下了“安得西国蒲萄酒,满酌南海鹦鹉螺”的诗句。鹦鹉螺在当时可是稀罕货,据推测陆游的那只鹦鹉螺可能是由安南(越南)进贡而来的。如今鹦鹉螺属保护动物,比如帕劳鹦鹉螺就属《华盛顿公约(CITES)》中Ⅰ类保育动物,它们在很多地方的交易都受限。

喜爱鹦鹉螺酒杯的不止陆游。图为德国17世纪的鹦鹉螺酒杯。图片:Tina Socarras / artic.edu

自然的艺术品,海中活化石

鹦鹉螺的眼睛较为原始,没有晶状体;身体与章鱼和乌贼等现代头足纲颇有相似之处,都分为明显的头部和触须,不过鹦鹉螺的触须要多得多,最多可达90根左右。鹦鹉螺的触须相互之间并无功能上的区别,它们可以缩回壳里用于盖住壳口。在休息时,通常会有几条触手伸出负责警戒。

鹦鹉螺、章鱼、乌贼的眼睛对比。图片:aqua.org

远在奥陶纪的深海里,那时的鹦鹉螺类生物有些体长可达10米,它们是当之无愧的顶级掠食者,在那个海洋无脊椎动物称霸的时代,它们以庞大的体型、凶猛的喙部成为了整个海洋的王者。

鹦鹉螺捕食画面,滑动可看鹦鹉螺的嘴和触须。右图:UNM Biology / flickr

现存的鹦鹉螺也是十足的肉食动物,主要以鱼类、软体动物和底栖的甲壳类为食。它们雄雌异体,交配时雄性和雌性头部相对,触手交叉,雄性将精子荚附于雌性触手上,雌鹦鹉螺每年产卵一次。

鹦鹉螺交配。图片:aqua.org

现存的头足纲生物中,只有鹦鹉螺还具有外壳,和鹦鹉螺外形相似的要数我们之间介绍过的<船蛸>,不过它的外壳是雌性船蛸为了护卵分泌产生的一种简易外壳,并且外壳与身体可以分离,因此船蛸也被称为“纸鹦鹉螺”。

上次介绍过的扁船蛸,雌性在繁殖期会临时产生形似鹦鹉螺的简易外壳,也被称为“纸鹦鹉螺”。图片:Ismoon / wikipedia

经历了数亿年的演化,与它同源的章鱼、乌贼等身体结构发生了巨大变化,外壳或消逝或由体外转入体内;而在鹦鹉螺的身上,时光仿佛定格了一般,一切都未曾改变。它是人类窥探远古时代的一扇小窗,它是不折不扣的海中“活化石”。

鹦鹉螺化石,跟现代的鹦鹉螺几无差别。图片来源见水印

父亲节&φ日彩蛋(φ=0.618)。图片:imgur.com

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