有石为证

撰文/津沙

有石为证

撰文/津沙

古生物学家J.Crampton在新西兰马尔堡河岸附近发现了生活在恐龙时代、已经灭绝的大型海生爬行动物鱼龙的骨架化石。它们与恐龙生活在同一个时代，外形类似现代的海豚或虎鲸，是当时地球海洋中的绝对霸主。Crampton说：“此次发现的鱼龙化石具有非常重要的科研价值，因为它所生活的时代正处在鱼龙走向衰亡的时期，就像一本鱼龙留下来的‘死亡日记’。”

除了“死亡日记”，还有各式各样的日记等着我们去发现和解读。现在，就让我们翻出这些历史久远的化石，去揭晓那些多年未解的谜团。

最直接地推翻来自元老级化石的发现

长期以来，关于龟类的起源没有直接的化石证据，科学界只能通过现代龟类的胚胎发育和少数体表具有甲片的古代爬行动物化石加以推测。虽然之前也有3个属种的龟类化石分别发现于德国、泰国和阿根廷，但是所有这些化石种类已经与现代龟类非常相似，无法为它们的起源提供充分线索。在科学家们就龟类的起源争论不休、一筹莫展的时候，“半甲齿龟”化石被发现了。当时，科学家正在西南地区野外考察，偶然发现了一块石板，带回清理后发现里面藏着一个“有牙齿的乌龟”。这只发现于我国贵州省关岭布依族苗族自治县的龟类化石，成为迄今发现的最原始的龟类化石，比之前人们认为的最古老乌龟还要早1000万年。它生活在距今2.2亿年前的晚三叠纪的早期地层中，由于具有细密的牙齿以和雏形状态的甲壳结构，故被命名为“半甲齿龟”。它也是目前世界上发现的唯一一种有牙齿的龟类，这说明龟类的祖先是有牙齿的。

龟化石

现在，就来看看这只极为罕见的龟化石都为我们揭开了哪些谜团。首先，龟类腹甲的形成远远早于背甲，当腹部的甲壳已经演化到与现代龟类相差无几时，背部的甲壳才刚刚开始出现，这一过程与现代龟类的胚胎发育十分相似。另外，背甲的形成始于脊椎位置，同时与肋骨的特化有显著关系，而与先前推测的单独存在的甲片无关。其次，揭示了原始龟类很可能起源于水生环境，推翻了过去科学家普遍认为龟类起源于陆地的说法。因为化石发现于海相地层中，海相地层是过去海洋里沉积形成的地层，里面一般都保存海洋生物化石。另外，腹甲首先产生这一现象，也可间接证明这一结论，因为在水里，动物从下面遭受攻击的几率比较大，因此需要甲片加以保护。

无独有偶，就在今年2月，一支由阿根廷和瑞典科学家组成的考察小组在马兰比奥岛上发现了一头古鲸的颌骨化石。其中最大的化石块长60厘米，上面还有尖利的牙齿。科学家们对这些化石进行仔细研究后，确认这是一头4900万年前的古鲸的化石，是目前科学家发现的年代最久远的鲸化石，而此前发现的最古老的鲸化石距今约3800万年。阿根廷南极研究所科学家马尔塞罗·雷格罗博士说，鲸的始祖是距今约5500万年前的一种四足哺乳动物，生活在今天的巴基斯坦等南亚地区。此次发现的古鲸化石表明，鲸的演变速度非常快，4900万年前就已经基本具备了鲸的特点，完全适应了海洋生活。

不过，这样的推翻似乎永远站不稳脚跟，说不定哪一天就会有一个更原始的化石被发现，推翻我们今天的说法。时间不停地往前迈进，而化石不断地让我们往历史的最深处迈进，去接近那些埋藏已久的真相。

科学家根据鱼龙化石模拟出的鱼龙模型

剖开化石，让秘密浮出水面

研究人员可以从化石食物或者粪便中发现一些已灭绝物种的饮食习惯。例如，从化石粪便，或者说是粪化石中发现有些恐龙吃草。德国柏林洪堡大学古生物学家朱艮·克里维特说：“牺牲品，尤其是内脏中或者化石有机体肠内的牺牲品能保存下来的非常少。”近年来，德国科学家首次发现了两栖动物吞食鱼类又被鲨鱼吞食的化石，这是科学家第一次发现如此复杂的灭绝食物链的直接证据。

在一家博物馆里，克里维特和他的同事们偶然发现了这个新的鲨鱼化石。它是只淡水鲨鱼，约50厘米长，时间可回溯到二叠纪晚期，当时德国西南部的萨尔纳厄盆地到处是浅水湖泊。鲨鱼内脏中有两个小离椎亚目两栖动物幼体，每只约20至25厘米长，而成年离椎亚目非常大，可达1米，甚至更大。令人惊叹的是，其中一只两栖动物内脏中还有一条已经消化的硬骨鱼遗迹，大约10厘米长。克里维特解释道：离椎亚目是类似鳄鱼的动物，它们的生活环境就是今天我们湖泊中鳄鱼的栖息地。二叠纪左右没有鳄鱼，鳄鱼是后来演变进化起来的。离椎亚目的灭绝似乎与鳄鱼的出现有关。

这一特殊的化石让人们对远古世界有了新的理解。克里维特说：“我们还没有发现其他灭绝鲨鱼或者现存的鲨鱼能吃两栖动物的情况。”他们将进行更多的研究，可能有助于重塑古食物链，理解现代水下食物链的形成方式。

“提克塔利克”古鱼复原图

蛇颈龙是统治着侏罗纪和白垩纪海洋的大型爬行动物，以其长颈而著称。如果不是一次意外发现，我们可能永远都无从知晓这个硕大无比的海洋生物是如何生育后代的。马歇尔大学副教授罗宾奥基夫等人对1987年发现的蛇颈龙化石进行分析后发现，化石中还有一个怀着幼仔的雌性蛇颈龙。这只雌性蛇颈龙体长超过4.6米，生活在7200万至7800万年前，腹中胎儿体型较大，表明它是直接生出幼仔。有科学家认为，这是蛇颈龙能生育活的幼仔的首个证据。

千万年后的今天，当我们剖开化石仔细观察，里面正上演着一幕幕的故事，有弱肉强食的战争片，也有孕育生命的生活片。这些会“说话”的石头，让我们“穿越”到远古时期，不停地发出感叹。

“福尔摩斯”关于化石的猜想

芝加哥大学的研究者于2004年在加拿大北极圈附近发现的“提克塔利克”古鱼化石，是鱼类和四足动物的过渡类型，拥有与陆生动物相似的附肢骨骼结构的鳍（包括腕关节与手掌状结构）。这些相似的结构启迪研究者通过实验寻找鱼类和附肢动物之间的同源关系。这是一例由化石溯及基因实验的例子，“提克塔利克”古鱼及其近亲表明附肢并不像我们曾经想象的那样，是出现于四足动物的新特征，它也有其根源。科学家猜测，在4亿年前，附肢发育基因就已出现，只是潜藏了起来。

为了证实这种猜测，来自芝加哥大学的研究者将鱼类一段特殊的遗传开关片段置入老鼠胚胎后，发现它能激活胚胎中控制附肢发育的基因。促使老鼠发育足趾的遗传开关并不存在于鱼类中，但鱼类的基因序列却能激活这一过程，这无疑印证了之前的猜测。这些不同的基因序列虽然经历了4亿年的隔离，从形貌上也无法辨别它们的同源性（比如手和鳍完全不同），但是通过基因实验，我们仍能发现它们之间千丝万缕的联系。

蛇颈龙分娩图

鲨鱼齿痕图

卡尔佛特海洋博物馆的古生物学家S. Godfrey发现了一块来自北卡罗莱纳露天矿的珍稀鲸肋骨化石。在这块鲸肋骨化石碎片上存有三个齿痕，间距宽达6厘米。最初S. Godfrey并没有期望在这块化石上发现动物行为遗迹，但是通过进一步的观察和分析，他猜测这头鲸曾被具有强硬颌骨的动物袭击过。袭击很有可能来自史前巨齿鲨或当时的其他大型鲨类，被袭击的鲸可能是现代蓝鲸或座头鲸的祖先。全世界仅有少量化石能像这样显示动物之间的关系，而这头鲸的死里逃生也使这块化石变得更为珍稀。

绝大多数化石碎片都会覆盖一种名为编织骨的骨骼，编织骨是在对局部感染进行抵御的过程中形成的，它的质地并不坚硬，在身体逐渐恢复的过程中，编织骨会逐渐转化为密质骨。编织骨的存在表明受伤的鲸并未痊愈便死去。科学家估计，它被袭击后仅存活了约2 6周，虽然死因不明，但应该与这次袭击无关。另外，通过测量鲨鱼牙齿的曲度，科学家还恢复了鲨鱼的大致形状，这只鲨鱼相对而言较小，仅有48米长。

由此可见，科学家就像破案的“福尔摩斯”，他们从化石的各种蛛丝马迹中不断地分析和推算， 为我们提供了三四百万年前上新世史前海洋里鲸与鲨鱼的斗争故事。

古生物学家在展示海百合化石