撰文/津沙

有石為證

撰文/津沙

古生物學家J.Crampton在新西蘭馬爾堡河岸附近發(fā)現(xiàn)了生活在恐龍時代、已經滅絕的大型海生爬行動物魚龍的骨架化石。它們與恐龍生活在同一個時代，外形類似現(xiàn)代的海豚或虎鯨，是當時地球海洋中的絕對霸主。Crampton說：“此次發(fā)現(xiàn)的魚龍化石具有非常重要的科研價值，因為它所生活的時代正處在魚龍走向衰亡的時期，就像一本魚龍留下來的‘死亡日記’。”

除了“死亡日記”，還有各式各樣的日記等著我們去發(fā)現(xiàn)和解讀。現(xiàn)在，就讓我們翻出這些歷史久遠的化石，去揭曉那些多年未解的謎團。

最直接地推翻來自元老級化石的發(fā)現(xiàn)

長期以來，關于龜類的起源沒有直接的化石證據(jù)，科學界只能通過現(xiàn)代龜類的胚胎發(fā)育和少數(shù)體表具有甲片的古代爬行動物化石加以推測。雖然之前也有3個屬種的龜類化石分別發(fā)現(xiàn)于德國、泰國和阿根廷，但是所有這些化石種類已經與現(xiàn)代龜類非常相似，無法為它們的起源提供充分線索。在科學家們就龜類的起源爭論不休、一籌莫展的時候，“半甲齒龜”化石被發(fā)現(xiàn)了。當時，科學家正在西南地區(qū)野外考察，偶然發(fā)現(xiàn)了一塊石板，帶回清理后發(fā)現(xiàn)里面藏著一個“有牙齒的烏龜”。這只發(fā)現(xiàn)于我國貴州省關嶺布依族苗族自治縣的龜類化石，成為迄今發(fā)現(xiàn)的最原始的龜類化石，比之前人們認為的最古老烏龜還要早1000萬年。它生活在距今2.2億年前的晚三疊紀的早期地層中，由于具有細密的牙齒以和雛形狀態(tài)的甲殼結構，故被命名為“半甲齒龜”。它也是目前世界上發(fā)現(xiàn)的唯一一種有牙齒的龜類，這說明龜類的祖先是有牙齒的。

龜化石

現(xiàn)在，就來看看這只極為罕見的龜化石都為我們揭開了哪些謎團。首先，龜類腹甲的形成遠遠早于背甲，當腹部的甲殼已經演化到與現(xiàn)代龜類相差無幾時，背部的甲殼才剛剛開始出現(xiàn)，這一過程與現(xiàn)代龜類的胚胎發(fā)育十分相似。另外，背甲的形成始于脊椎位置，同時與肋骨的特化有顯著關系，而與先前推測的單獨存在的甲片無關。其次，揭示了原始龜類很可能起源于水生環(huán)境，推翻了過去科學家普遍認為龜類起源于陸地的說法。因為化石發(fā)現(xiàn)于海相地層中，海相地層是過去海洋里沉積形成的地層，里面一般都保存海洋生物化石。另外，腹甲首先產生這一現(xiàn)象，也可間接證明這一結論，因為在水里，動物從下面遭受攻擊的幾率比較大，因此需要甲片加以保護。

無獨有偶，就在今年2月，一支由阿根廷和瑞典科學家組成的考察小組在馬蘭比奧島上發(fā)現(xiàn)了一頭古鯨的頜骨化石。其中最大的化石塊長60厘米，上面還有尖利的牙齒?？茖W家們對這些化石進行仔細研究后，確認這是一頭4900萬年前的古鯨的化石，是目前科學家發(fā)現(xiàn)的年代最久遠的鯨化石，而此前發(fā)現(xiàn)的最古老的鯨化石距今約3800萬年。阿根廷南極研究所科學家馬爾塞羅·雷格羅博士說，鯨的始祖是距今約5500萬年前的一種四足哺乳動物，生活在今天的巴基斯坦等南亞地區(qū)。此次發(fā)現(xiàn)的古鯨化石表明，鯨的演變速度非常快，4900萬年前就已經基本具備了鯨的特點，完全適應了海洋生活。

不過，這樣的推翻似乎永遠站不穩(wěn)腳跟，說不定哪一天就會有一個更原始的化石被發(fā)現(xiàn)，推翻我們今天的說法。時間不停地往前邁進，而化石不斷地讓我們往歷史的最深處邁進，去接近那些埋藏已久的真相。

科學家根據(jù)魚龍化石模擬出的魚龍模型

剖開化石，讓秘密浮出水面

研究人員可以從化石食物或者糞便中發(fā)現(xiàn)一些已滅絕物種的飲食習慣。例如，從化石糞便，或者說是糞化石中發(fā)現(xiàn)有些恐龍吃草。德國柏林洪堡大學古生物學家朱艮·克里維特說：“犧牲品，尤其是內臟中或者化石有機體腸內的犧牲品能保存下來的非常少?！苯陙恚聡茖W家首次發(fā)現(xiàn)了兩棲動物吞食魚類又被鯊魚吞食的化石，這是科學家第一次發(fā)現(xiàn)如此復雜的滅絕食物鏈的直接證據(jù)。

在一家博物館里，克里維特和他的同事們偶然發(fā)現(xiàn)了這個新的鯊魚化石。它是只淡水鯊魚，約50厘米長，時間可回溯到二疊紀晚期，當時德國西南部的薩爾納厄盆地到處是淺水湖泊。鯊魚內臟中有兩個小離椎亞目兩棲動物幼體，每只約20至25厘米長，而成年離椎亞目非常大，可達1米，甚至更大。令人驚嘆的是，其中一只兩棲動物內臟中還有一條已經消化的硬骨魚遺跡，大約10厘米長?？死锞S特解釋道：離椎亞目是類似鱷魚的動物，它們的生活環(huán)境就是今天我們湖泊中鱷魚的棲息地。二疊紀左右沒有鱷魚，鱷魚是后來演變進化起來的。離椎亞目的滅絕似乎與鱷魚的出現(xiàn)有關。

這一特殊的化石讓人們對遠古世界有了新的理解?？死锞S特說：“我們還沒有發(fā)現(xiàn)其他滅絕鯊魚或者現(xiàn)存的鯊魚能吃兩棲動物的情況?！彼麄儗⑦M行更多的研究，可能有助于重塑古食物鏈，理解現(xiàn)代水下食物鏈的形成方式。

“提克塔利克”古魚復原圖

蛇頸龍是統(tǒng)治著侏羅紀和白堊紀海洋的大型爬行動物，以其長頸而著稱。如果不是一次意外發(fā)現(xiàn)，我們可能永遠都無從知曉這個碩大無比的海洋生物是如何生育后代的。馬歇爾大學副教授羅賓奧基夫等人對1987年發(fā)現(xiàn)的蛇頸龍化石進行分析后發(fā)現(xiàn)，化石中還有一個懷著幼仔的雌性蛇頸龍。這只雌性蛇頸龍體長超過4.6米，生活在7200萬至7800萬年前，腹中胎兒體型較大，表明它是直接生出幼仔。有科學家認為，這是蛇頸龍能生育活的幼仔的首個證據(jù)。

千萬年后的今天，當我們剖開化石仔細觀察，里面正上演著一幕幕的故事，有弱肉強食的戰(zhàn)爭片，也有孕育生命的生活片。這些會“說話”的石頭，讓我們“穿越”到遠古時期，不停地發(fā)出感嘆。

“福爾摩斯”關于化石的猜想

芝加哥大學的研究者于2004年在加拿大北極圈附近發(fā)現(xiàn)的“提克塔利克”古魚化石，是魚類和四足動物的過渡類型，擁有與陸生動物相似的附肢骨骼結構的鰭（包括腕關節(jié)與手掌狀結構）。這些相似的結構啟迪研究者通過實驗尋找魚類和附肢動物之間的同源關系。這是一例由化石溯及基因實驗的例子，“提克塔利克”古魚及其近親表明附肢并不像我們曾經想象的那樣，是出現(xiàn)于四足動物的新特征，它也有其根源。科學家猜測，在4億年前，附肢發(fā)育基因就已出現(xiàn)，只是潛藏了起來。

為了證實這種猜測，來自芝加哥大學的研究者將魚類一段特殊的遺傳開關片段置入老鼠胚胎后，發(fā)現(xiàn)它能激活胚胎中控制附肢發(fā)育的基因。促使老鼠發(fā)育足趾的遺傳開關并不存在于魚類中，但魚類的基因序列卻能激活這一過程，這無疑印證了之前的猜測。這些不同的基因序列雖然經歷了4億年的隔離，從形貌上也無法辨別它們的同源性（比如手和鰭完全不同），但是通過基因實驗，我們仍能發(fā)現(xiàn)它們之間千絲萬縷的聯(lián)系。

蛇頸龍分娩圖

鯊魚齒痕圖

卡爾佛特海洋博物館的古生物學家S. Godfrey發(fā)現(xiàn)了一塊來自北卡羅萊納露天礦的珍稀鯨肋骨化石。在這塊鯨肋骨化石碎片上存有三個齒痕，間距寬達6厘米。最初S. Godfrey并沒有期望在這塊化石上發(fā)現(xiàn)動物行為遺跡，但是通過進一步的觀察和分析，他猜測這頭鯨曾被具有強硬頜骨的動物襲擊過。襲擊很有可能來自史前巨齒鯊或當時的其他大型鯊類，被襲擊的鯨可能是現(xiàn)代藍鯨或座頭鯨的祖先。全世界僅有少量化石能像這樣顯示動物之間的關系，而這頭鯨的死里逃生也使這塊化石變得更為珍稀。

絕大多數(shù)化石碎片都會覆蓋一種名為編織骨的骨骼，編織骨是在對局部感染進行抵御的過程中形成的，它的質地并不堅硬，在身體逐漸恢復的過程中，編織骨會逐漸轉化為密質骨。編織骨的存在表明受傷的鯨并未痊愈便死去?？茖W家估計，它被襲擊后僅存活了約2 6周，雖然死因不明，但應該與這次襲擊無關。另外，通過測量鯊魚牙齒的曲度，科學家還恢復了鯊魚的大致形狀，這只鯊魚相對而言較小，僅有48米長。

由此可見，科學家就像破案的“福爾摩斯”，他們從化石的各種蛛絲馬跡中不斷地分析和推算， 為我們提供了三四百萬年前上新世史前海洋里鯨與鯊魚的斗爭故事。

古生物學家在展示海百合化石