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化石——千百万年前的世界
发布时间:2024-12-04
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科学家从化石中探究地球上的生物经历了怎样的发展过程。

很久很久以前,或准确地说4700万年以前,在地质时代的始新世,现今世界自然遗产之一的麦塞尔化石坑还是一片热带雨林,中间有一个小湖泊。那时,树梢上荡悠着猿猴的祖先,灌木丛中穿梭着满身鳞甲的哺乳动物,各种昆虫趁它们的天敌——蝙蝠睡觉的时候在空中飞舞,草丛中的蛇悄然无声地爬着,4米长的鳄鱼在水边晒着太阳,湖里的鱼在跳跃。有只乌龟悠然自得地游着泳,它全然不知死亡即将降临。

如果这时附近隐藏的是一个强大的天敌,它也许还能发现,但周遭却是一派祥和景象。乌龟在水里越潜越深,它没有料到,就在它身下10~20米深处,一个死亡的世界正在等待着它——那片水域释放出的不是氧气,而是致命的毒气,因为当时水下有一座火山要喷发。当时的乌龟不仅能浮出水面呼吸,还能在水中通过皮肤呼吸,而这一点却成了它致死的原因,因为毒气就是这样进入它体内的。乌龟的尸体沉入淤泥中,很快被掩埋起来,等到被今天的科学家发现时,它早已成为化石。

揭示远古时代的秘密

“化石”这个词源于拉丁语“fossilis”,原意是“被埋起来的”。科学家从事对化石的研究,目的是为了更多地了解远古时代的生物及其进化过程,也就是说要了解远古生物是如何进化成现代的状态的。这些科学家被称为“古生物学家”(Paleontologist),在希腊语里,“palaios”的意思是“老”,“on”的意思是“存在的”,“logos”的意思是“学科”。

古生物学家的工作有点儿像法医,他们的研究对象很多属于非正常死亡,就像麦塞尔湖里至少有9对突然死亡的乌龟,当然总数肯定不止这些。由于细菌、虫子和那些以尸体为食的动物,大部分残骸早已消失,少数剩下的又往往被夹带着沙子、淤泥、沥青、树脂或冰块的沉积物迅速彻底地掩埋起来,里面的有机物质也渐渐腐烂掉了。取代这些有机物的是矿物质,有时残骸中原来是软组织的地方被矿物质填满。经过上百万年的时间,周围的沉积物逐渐变硬,成为沉积岩,而残骸则保留了被掩埋时的结构,变成了化石。

有时在地面就可以找到化石,因为地质变动、气候等天气原因,它们露出了地面。大部分情况下它们隐藏在岩石中,要想完整取出来可不是件容易的事。有些化石巨大无比,有些则需要用显微镜才能看见。一支毫不起眼的粉笔,就是由数个白垩纪时期生活在浅海中、死后沉入海底的单细胞动物的碱质外壳组成的。

镶嵌在石头里的化石会遭遇与石头同样的命运:受到挤压,缩成一团,还会破碎,或者走样。古生物学家只好想尽办法,利用新技术来识别各种体格构造的细节。那只麦塞尔乌龟早已被压扁,就像一条比目鱼。尽管如此,古生物学家还是能够查出它是雄性还是雌性。他们利用特殊拍摄技术,能够辨别在它的腹部硬壳上有没有便于生蛋的、像折页一样的构造。

古生物学家甚至利用电脑断层扫描仪对麦塞尔蝙蝠的头骨化石进行透视,这是医生用来检查患者的高科技透视仪器。古生物学家发现:这些蝙蝠的内耳在大小和形状上与现在的蝙蝠相同。也就是说,在始新世时期,这些凶猛的生物就已经拥有了灵敏的听觉,能利用超声波定位捕食昆虫。

化石研究要求古生物学家具备丰富的想象力。他们发现的往往只是一块骨头或一颗牙齿的化石,然后拿这些东西和其他熟悉的化石、现代动物的骨架或□腔部位进行比较,然后推断:这个新发现属于哪类物种?与哪一种现代动物同宗?从它腿骨的长度看,它的整体长度是多少?

去实地考察!

发现化石的理想地带可能是人烟稀少的野外,古生物学家最好体魄强健、敢于冒险,还要团队协作。比如,在9000万年前的白垩纪,亚洲的戈壁地区曾是广阔的热带大草原,那里奔跑着成群结队的恐龙。想象一下,一片广阔的大草原,生活在那里的不是羚羊和斑马,而是恐龙,那就是白垩纪时的景象了。然而,湖水又一次为动物设下了危险的陷阱,这一次夺去了20多条中华龙鸟的生命。这些龙鸟当时只是来到湖边饮水,等待它们的却是噩运。究竟发生了什么呢?

来自美国、中国和蒙古的科学家们很快就发现:这些龙鸟是在同一时间死去的,它们的四肢都伸向同一个方向,显示出当时它们正成群结队地前行。它们的骨头几平完整无缺看来还没等那些食尸动物和鱼来享受美餐,湖水冲过来的泥沙就把这些龙鸟的尸体掩埋了。沉积岩上特有的“V”形清晰地表明,这里曾经是沼泽地。当时很可能因为绝望,它们使劲蹬腿,才留下了这样的印记。

一方面,由于带着化石的石层越陷越深,科学家为了找到证据,不得不更艰苦地工作;另一方面,古生物学工作多多少少也靠碰运气。而这次他们的确幸运,在一场与当地驻军举行的篮球赛中,一架建筑机器引起了科学家的注意。比赛双方成了朋友,几天之后,士兵们跟科学家一起,带着这架沉重的机器来到挖掘现场。这架机器的确派上了用场,露出来的化石越来越多。龙鸟的后腿深深陷在沼泽的淤泥里——显然,这些饥渴的龙鸟把沼泽误认为湖岸,陷进去之后就再也出不来了。

如今,科学家对这些中华龙鸟有了更多的了解。他们发现:这些龙鸟都未成年,因为它们脊椎的有些结构还未长拢。来自芝加哥大学的保罗·塞雷诺先生参加了研究工作。他说:“有些迹象表明,恐龙的后代很早就离开父母去寻找自己的伴侣,然后筑巢生仔,照看下一代。它们在青少年时期会结伴成群,因为这样能更好地保护自己。”