物种卡:几十种生物的冷知识
从地木耳到最后的三叶虫,这一页汇总游戏里的物种卡,每张卡讲一种生物的特别之处。
地球上没有一种生物是“普通”的。游戏里的物种卡收集了九十多种生物,从能干燥休眠多年的地木耳,到没有大脑却能找到迷宫最短路线的黏菌,再到“两个人的 DNA 约有 99.9% 相同”的智人。这一页挑出最有故事的几十种,按微生物、植物与真菌、无脊椎动物、鱼与爬行动物、鸟与哺乳动物五组来讲。
微生物与单细胞生物
| 物种 | 冷知识 |
|---|---|
| 地木耳 | 能在干燥状态下休眠多年,遇水几小时内就恢复光合作用。 |
| 原绿球藻 | 地球上数量最多的光合生物,1988 年才被发现。 |
| 大肠杆菌 | 分子生物学最重要的模式生物之一,理想条件下约 20 分钟分裂一次。 |
| 耐辐射奇球菌 | 能承受约为人类致死剂量上千倍的电离辐射。 |
| 盐沼盐杆菌 | 生活在饱和盐水里,用紫色的细菌视紫红质吸收阳光。 |
| 嗜酸热硫化叶菌 | 生活在约 80°C、强酸性的温泉里。 |
| 多头绒泡菌 | 没有大脑的单细胞黏菌,却能找到迷宫的最短路线。 |
| 团藻 | 数千个细胞组成的空心球,是研究多细胞起源的经典生物。 |
这些生物背后,是生命之树的三大域:生命之树被重新划分为细菌、古菌、真核生物三大域(Woese、Kandler 与 Wheelis,《PNAS》1990);“细菌”其实是两类截然不同的生命,古菌从此独立成支(Woese 与 Fox,《PNAS》1977)。
植物与真菌
- 泥炭藓:泥炭地只占陆地约 3%,储存的碳却比全球森林还多。
- 鳞木:高达 30 米以上的石松类巨树,石炭纪煤层的重要来源。
- 银杏:银杏纲唯一现存的物种,近亲早已全部灭绝。
- 北美红杉:现存最高的树,最高约 116 米。
- 百岁兰:一生只长两片叶子,个体可活上千年。
- 捕蝇草:叶片要被触碰两次才会合上,像是在“计数”。
- 水稻:养活了全球约一半的人口。
- 产黄青霉:弗莱明 1928 年发现青霉素的那株霉菌就属于这里。
- 酿酒酵母:1996 年成为第一个完成全基因组测序的真核生物。
- 单侧线虫草:感染蚂蚁后,会让它爬到高处咬住叶脉再死去。
- 奥氏蜜环菌:俄勒冈州的一个个体覆盖近 10 平方公里,可能是地球上最大的生物。
最早的花也有一段故事:辽宁古果被认为是最早的开花植物之一,其年代后来修订为白垩纪早期(Sun 等,《Science》1998)。
无脊椎动物
- 水螅:几乎不会衰老,切成碎块也能再生成完整个体。
- 水熊虫:2007 年被送上近地轨道,在真空和宇宙辐射中活了下来。
- 普通章鱼:大约三分之二的神经元分布在腕上。
- 大王乌贼:眼睛直径可达约 27 厘米,2004 年才首次在野外被拍到。
- 鹦鹉螺:外形 5 亿年来变化很小,被称为“活化石”。
- 美洲鲎:蓝色的血液被用来检测药品和疫苗是否受到细菌内毒素污染。
- 巨脉蜻蜓:翼展约 70 厘米,与当时氧气含量很高的大气有关。
- 节胸蜈蚣:体长可达约 2.6 米,是已知最大的陆生节肢动物。
- 切叶蚁:会种植真菌当食物,是人类之外最早的“农民”之一。
- 蛙镜眼虫:三叶虫的眼睛由方解石晶体构成,镜眼虫的晶状体还是双层的。
- 砑头虫:最后一批三叶虫,坚持到了二叠纪末大灭绝。
三叶虫消失的那场灾难,精确测年显示可能只持续了约 6 万年,与西伯利亚火山活动吻合(Burgess、Bowring 与 Shen,《PNAS》2014)。
鱼、两栖与爬行动物
- 矛尾鱼:曾被认为早已灭绝,1938 年在南非被渔民捕获。
- 邓氏鱼:泥盆纪的顶级掠食者,没有牙齿,靠锋利的骨板咬碎猎物。
- 巨齿鲨:已知最大的鲨鱼之一,约 360 万年前灭绝。
- 墨西哥钝口螈:终生保持幼体形态,还能再生四肢。
- 金色箭毒蛙:皮肤里的毒素足以毒死多个成年人。
- 楔齿蜥:喙头目唯一幸存的物种,头顶有一只“第三眼”。
- 豹纹变色龙:靠调节皮肤里纳米晶体的间距来改变颜色。
- 霸王龙:咬合力估计可达数万牛顿,是陆地动物中最强的之一。
- 伶盗龙:实际只有火鸡大小,而且长着羽毛。
- 剑龙:体长可达 9 米,大脑却只有核桃大小。
- 无齿翼龙:翼展可达 6 米以上,但翼龙并不是恐龙。
羽毛的故事来自辽宁的化石:羽毛在鸟类出现之前就已经长在恐龙身上(Ji、Currie、Norell 与 Ji,《Nature》1998)。
鸟与哺乳动物
- 印石板始祖鸟:1861 年被发现,正好在《物种起源》出版两年后。
- 中嘴地雀:格兰特夫妇观察到,一场大旱之后它们的喙在一代之内明显变厚。
- 渡渡鸟:17 世纪后期灭绝,是人类导致物种灭绝的标志。
- 新喀鸦:会把树枝加工成带钩的工具来掏虫子。
- 鸭嘴兽:会下蛋的哺乳动物,雄性后腿还有毒刺。
- 真猛犸象:最后一批在弗兰格尔岛上活到约 4000 年前,那时金字塔已经建成。
- 大熊猫:属于食肉目,却几乎只吃竹子。
- 长颈鹿:脖子虽长,颈椎却和人一样只有 7 节。
- 蓝鲸:已知存在过的最大的动物。
- 抹香鲸:拥有动物界最大的大脑。
- 宽吻海豚:每只海豚都有自己独特的“签名哨声”,作用就像名字。
- 智人:任意两个人的 DNA 约有 99.9% 相同。
想读原文,可以搜这些题目
- Woese 与 Fox(1977):《Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms》,大意是“原核生物域的系统发育结构:初级的界”
- Woese 等(1990):《Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya》,大意是“迈向生物的自然系统:古菌域、细菌域和真核域的提议”
- Sun 等(1998):《In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China》,大意是“寻找第一朵花:来自中国东北的侏罗纪被子植物古果”
- Burgess 等(2014):《High-precision timeline for Earth's most severe extinction》,大意是“地球最严重灭绝的高精度时间线”
- Ji 等(1998):《Two feathered dinosaurs from northeastern China》,大意是“中国东北的两种长羽毛恐龙”
真实依据
地木耳(Nostoc commune):能在干燥状态下休眠多年,遇水几小时内就恢复光合作用。
原绿球藻(Prochlorococcus marinus):地球上数量最多的光合生物,1988 年才被发现。
大肠杆菌(Escherichia coli):分子生物学最重要的模式生物之一,理想条件下约 20 分钟分裂一次。
普氏立克次体(Rickettsia prowazekii):流行性斑疹伤寒的病原体,也是与线粒体亲缘最近的细菌之一。
豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum):住在豆科植物的根瘤里,把空气中的氮变成植物能用的养料。
德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii):酸奶发酵的主角之一。
耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans):能承受约为人类致死剂量上千倍的电离辐射。
结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis):1882 年由科赫发现,至今仍是致死人数最多的病原体之一。
盐沼盐杆菌(Halobacterium salinarum):生活在饱和盐水里,用紫色的细菌视紫红质吸收阳光。
史氏甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithii):人类肠道中最主要的产甲烷古菌。
嗜酸热硫化叶菌(Sulfolobus acidocaldarius):生活在约 80°C、强酸性的温泉里。
多头绒泡菌(Physarum polycephalum):没有大脑的单细胞黏菌,却能找到迷宫的最短路线,还复刻过东京的铁路网。
大草履虫(Paramecium caudatum):全身覆盖数千根纤毛,是生物课上最常见的单细胞生物。
恶性疟原虫(Plasmodium falciparum):由蚊子传播。屠呦呦发现的青蒿素拯救了数百万人,获 2015 年诺贝尔奖。
多边舌甲藻(Lingulodinium polyedra):受到扰动会发出蓝光,让加州海岸的夜浪发光。
条斑紫菜(Pyropia yezoensis):餐桌上的紫菜,所属类群是化石记录最古老的真核生物之一。
团藻(Volvox carteri):数千个细胞组成的空心球,是研究多细胞起源的经典生物。
泥炭藓(Sphagnum):泥炭地只占陆地约 3%,储存的碳却比全球森林还多。
鳞木(Lepidodendron):高达 30 米以上的石松类巨树,石炭纪煤层的重要来源。
问荆(Equisetum arvense):木贼类曾长成大树,如今只剩一个属。
桫椤(Alsophila spinulosa):与恐龙同时代就已存在的树蕨,被称为「活化石」。
银杏(Ginkgo biloba):银杏纲唯一现存的物种,近亲早已全部灭绝。
北美红杉(Sequoia sempervirens):现存最高的树,最高约 116 米。
百岁兰(Welwitschia mirabilis):一生只长两片叶子,个体可活上千年。
亚马孙王莲(Victoria amazonica):叶片直径可达约 3 米。
大豆(Glycine max):起源于中国,借助根瘤菌为自己固氮。
捕蝇草(Dionaea muscipula):叶片要被触碰两次才会合上,像是在「计数」。
茶(Camellia sinensis):原产中国西南,如今是全世界最常喝的饮料之一。
水稻(Oryza sativa):养活了全球约一半的人口。
兰科(Orchidaceae):约 2.8 万种,是物种最多的植物科之一。
产黄青霉(Penicillium rubens):弗莱明 1928 年发现青霉素的那株霉菌就属于这里。
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae):1996 年成为第一个完成全基因组测序的真核生物。
单侧线虫草(Ophiocordyceps unilateralis):感染蚂蚁后,会让它爬到高处咬住叶脉再死去。
奥氏蜜环菌(Armillaria ostoyae):俄勒冈州的一个个体覆盖近 10 平方公里,可能是地球上最大的生物。
偕老同穴(Euplectella aspergillum):玻璃质骨架里常住着一对小虾,一辈子也出不去。
水螅(Hydra vulgaris):几乎不会衰老,切成碎块也能再生成完整个体。
地中海涡虫(Schmidtea mediterranea):切成上百块,每块都能长成新的涡虫。
陆正蚓(Lumbricus terrestris):达尔文生前出版的最后一本书写的就是蚯蚓。
秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans):雌雄同体的成虫正好有 959 个体细胞,每一个的来历都被追踪清楚。
水熊虫(Milnesium tardigradum):2007 年被送上近地轨道,在真空和宇宙辐射中活了下来。
鹦鹉螺(Nautilus pompilius):鹦鹉螺类的外形 5 亿年来变化很小,被称为「活化石」。
普通章鱼(Octopus vulgaris):大约三分之二的神经元分布在腕上。
大王乌贼(Architeuthis dux):眼睛直径可达约 27 厘米,2004 年才首次在野外被拍到。
鸭嘴海豆芽(Lingula anatina):舌形贝类的外形 5 亿年几乎没变。
蛙镜眼虫(Eldredgeops rana):三叶虫的眼睛由方解石晶体构成,镜眼虫的晶状体还是双层的,能矫正像差。
砑头虫(Proetus):最后一批三叶虫,坚持到了二叠纪末大灭绝。
美洲鲎(Limulus polyphemus):蓝色的血液被用来检测药品和疫苗是否受到细菌内毒素污染。
巨脉蜻蜓(Meganeura monyi):翼展约 70 厘米,与当时氧气含量很高的大气有关。
节胸蜈蚣(Arthropleura):体长可达约 2.6 米,是已知最大的陆生节肢动物。
切叶蚁(Atta cephalotes):会种植真菌当食物,是人类之外最早的「农民」之一。
西方蜜蜂(Apis mellifera):用「摇摆舞」告诉同伴花蜜的方向和距离,冯·弗里施因此获 1973 年诺贝尔奖。
黑腹果蝇(Drosophila melanogaster):摩尔根用它证明了基因位于染色体上,获 1933 年诺贝尔奖。
家蚕(Bombyx mori):在中国被驯化了约五千年,一个茧的丝可长达上千米。
西印度洋矛尾鱼(Latimeria chalumnae):曾被认为早已灭绝,1938 年在南非被渔民捕获。
邓氏鱼(Dunkleosteus terrelli):泥盆纪的顶级掠食者,没有牙齿,靠锋利的骨板咬碎猎物。
巨齿鲨(Otodus megalodon):已知最大的鲨鱼之一,约 360 万年前灭绝。
鲸鲨(Rhincodon typus):现存最大的鱼,却以浮游生物为食。
中国大鲵(Andrias davidianus):现存最大的两栖动物之一,俗称娃娃鱼。
墨西哥钝口螈(Ambystoma mexicanum):终生保持幼体形态,还能再生四肢。
金色箭毒蛙(Phyllobates terribilis):皮肤里的毒素足以毒死多个成年人。
楔齿蜥(Sphenodon punctatus):喙头目唯一幸存的物种,头顶有一只「第三眼」。
扬子鳄(Alligator sinensis):中国特有,野外数量一度只剩一百多条。
豹纹变色龙(Furcifer pardalis):靠调节皮肤里纳米晶体的间距来改变颜色。
霸王龙(Tyrannosaurus rex):咬合力估计可达数万牛顿,是陆地动物中最强的之一。
伶盗龙(Velociraptor mongoliensis):实际只有火鸡大小,而且长着羽毛。
埃及棘龙(Spinosaurus aegyptiacus):背上有巨大的帆,可能过着半水生生活。
剑龙(Stegosaurus):体长可达 9 米,大脑却只有核桃大小。
三角龙(Triceratops horridus):生活在白垩纪最末期,与霸王龙同时代。
副栉龙(Parasaurolophus walkeri):中空的头冠可能用来发出低沉的声音。
无齿翼龙(Pteranodon longiceps):翼展可达 6 米以上,但翼龙并不是恐龙。
扁尾薄片龙(Elasmosaurus platyurus):脖子里有 70 多节颈椎。
霍氏沧龙(Mosasaurus hoffmannii):白垩纪末期海洋中的顶级掠食者之一。
印石板始祖鸟(Archaeopteryx lithographica):1861 年被发现,正好在《物种起源》出版两年后。
中嘴地雀(Geospiza fortis):格兰特夫妇观察到,一场大旱之后它们的喙在一代之内明显变厚。
渡渡鸟(Raphus cucullatus):17 世纪后期灭绝,是人类导致物种灭绝的标志。
帝企鹅(Aptenodytes forsteri):能潜到 500 多米深。
新喀鸦(Corvus moneduloides):会把树枝加工成带钩的工具来掏虫子。
鸭嘴兽(Ornithorhynchus anatinus):会下蛋的哺乳动物,雄性后腿还有毒刺。
真猛犸象(Mammuthus primigenius):最后一批在弗兰格尔岛上活到约 4000 年前,那时金字塔已经建成。
美洲河狸(Castor canadensis):加拿大有一座河狸坝长约 850 米,从卫星上都能看到。
虎(Panthera tigris):现存最大的猫科动物。
大熊猫(Ailuropoda melanoleuca):属于食肉目,却几乎只吃竹子。
狼(Canis lupus):所有的狗都是由狼驯化而来的。
马(Equus caballus):从狐狸大小的始祖马演化而来,是演化教科书里的经典例子。
长颈鹿(Giraffa camelopardalis):脖子虽长,颈椎却和人一样只有 7 节。
蓝鲸(Balaenoptera musculus):已知存在过的最大的动物。
抹香鲸(Physeter macrocephalus):拥有动物界最大的大脑。
宽吻海豚(Tursiops truncatus):每只海豚都有自己独特的「签名哨声」,作用就像名字。
棕蝠(Eptesicus fuscus):靠回声定位在黑暗中捕捉飞虫。
原牛(Bos primigenius):家牛的野生祖先,最后一头于 1627 年死在波兰。
智人(Homo sapiens):任意两个人的 DNA 约有 99.9% 相同。
相关研究
这些研究和本页主题相关,但不是本页内容的直接证明。
第三种生命:比较核糖体 RNA 后发现,“细菌”其实是两类截然不同的生命,古菌从此独立成支。
出处:Woese & Fox, PNAS 1977, "Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms"
三域系统:生命之树被重新划分为细菌、古菌、真核生物三大域。
出处:Woese, Kandler & Wheelis, PNAS 1990, "Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya"
内共生学说:马古利斯提出线粒体和叶绿体曾是独立的细菌,被吞下后成了细胞的一部分。当年被十几家期刊拒稿。
出处:Sagan (Margulis), Journal of Theoretical Biology 1967, "On the origin of mitosing cells"
LUCA 的家:从现代基因反推,所有生命的共同祖先可能生活在高温、缺氧、富含氢的深海热泉附近。
出处:Weiss et al., Nature Microbiology 2016, "The physiology and habitat of the last universal common ancestor"
雪球地球:纳米比亚的岩层显示,约 7 亿年前地球可能几乎被冰完全覆盖。
出处:Hoffman et al., Science 1998, "A Neoproterozoic snowball Earth"
氧气的崛起:大气中的氧不是一次到位,而是经历了漫长而反复的上升过程。
出处:Lyons, Reinhard & Planavsky, Nature 2014, "The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere"
双螺旋:一页纸的论文提出 DNA 是双螺旋结构,碱基配对暗示了遗传信息如何复制。
出处:Watson & Crick, Nature 1953, "Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid"
阿斯加德古菌:在深海沉积物中找到的洛基古菌,携带许多原以为只有真核生物才有的基因。
出处:Spang et al., Nature 2015, "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes"
最早的有性生殖:一种古老红藻的化石显示,有性生殖和多细胞生活至少有 10 亿年历史。
出处:Butterfield, Paleobiology 2000, "Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp.: implications for the evolution of sex, multicellularity, and the Mesoproterozoic/Neoproterozoic radiation of eukaryotes"
37 亿年前的叠层石:格陵兰的岩石中可能保存着 37 亿年前的微生物结构,不过这一解读仍有争议。
出处:Nutman et al., Nature 2016, "Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures"
自然选择:达尔文和华莱士共同发表自然选择理论。第二年,《物种起源》出版。
出处:Darwin & Wallace, Journal of the Proceedings of the Linnean Society 1858, "On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection"
恐龙灭绝之谜:白垩纪末的地层中铱元素异常富集,阿尔瓦雷斯父子推断:一颗小行星撞击了地球。
出处:Alvarez et al., Science 1980, "Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction"
找到撞击坑:墨西哥尤卡坦半岛地下埋着一个直径约 180 公里的陨石坑,恰好是那颗小行星留下的。
出处:Hildebrand et al., Geology 1991, "Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico"
提塔利克鱼:科学家预测了过渡化石应该在哪个年代的岩层,然后真的在加拿大北极找到了它。
出处:Daeschler, Shubin & Jenkins, Nature 2006, "A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan"
最早的动物:狄更逊水母化石中保存着胆固醇类分子,证明这种神秘生物是动物。
出处:Bobrovskiy et al., Science 2018, "Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals"
最早的脊椎动物:云南澄江发现昆明鱼和海口鱼,把脊椎动物的历史推到了寒武纪早期。
出处:Shu et al., Nature 1999, "Lower Cambrian vertebrates from south China"
长羽毛的恐龙:辽宁的化石显示,羽毛在鸟类出现之前就已经长在恐龙身上。
出处:Ji, Currie, Norell & Ji, Nature 1998, "Two feathered dinosaurs from northeastern China"
最早的花:辽宁古果被认为是最早的开花植物之一,其年代后来修订为白垩纪早期。
出处:Sun et al., Science 1998, "In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China"
间断平衡:物种可能长期稳定,然后在短时间内快速变化,而不是一直匀速演化。
出处:Eldredge & Gould, Models in Paleobiology 1972, "Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism"
最严重的大灭绝:精确测年显示,二叠纪末大灭绝可能只持续了约 6 万年,与西伯利亚火山活动吻合。
出处:Burgess, Bowring & Shen, PNAS 2014, "High-precision timeline for Earth's most severe extinction"
走上陆地的鲸:巴基斯坦出土的化石显示,鲸的祖先是在陆地上奔跑、与河马有亲缘关系的有蹄类。
出处:Thewissen et al., Nature 2001, "Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls"