神秘的海中神石——菊石

■彭博

在距今大約2億年前的海洋中生活著一種叫做菊石的動物。這是一類什么樣子的生物呢？好吧，現(xiàn)在就讓我?guī)愕街猩暮Ｑ罄锶タ纯础?/p>

魚龍在海水中自由穿梭，兇猛的海洋長口鱷追趕著逃竄的魚群，蛇頸龍則在近海海域?qū)ふ抑澄铩鼈兪钱敃r海洋的統(tǒng)治階級，因為它們有著龐大的身軀、鋒利的牙齒以及巨大的力量。然而從數(shù)量上看，它們并不是當時海洋的優(yōu)勢類群，菊石才是這個舞臺的主角。它們廣泛分布在200米以內(nèi)的淺海海域，能夠快速游泳，以其他小型生物到頂峰，成為與恐龍齊名的中生代代表生物。然而，在白堊紀末的又一次大規(guī)模生物滅絕事件中，它們也與恐龍一樣消失得無影無蹤。如今，我們只能在晚古生代和中生代的海相地層中發(fā)現(xiàn)它們的化石，這些化石對于地層和古生物學研究有著巨大的價值。

菊石化石

在歐洲的很多地方，鎮(zhèn)一直遭受蛇的折磨，直到女修士圣希爾達把它們?nèi)孔兂墒^。在當?shù)刂車那捅谏铣雎队匈_系的頁巖，這些頁巖中富含菊石化石，其中包括為了紀念女修士圣希爾達而被古生物學家命名為Hildoceras（馬蹄菊石）的那些種類。

構(gòu)造特征

由于菊石早已滅絕，我們只能從其化石的形態(tài)和特征來推測菊石原本的面貌。但幸好現(xiàn)代海洋中還有它們的近親——具有“活化石”之稱的鸚鵡螺，可以用來幫助我們更好地認識菊石。

菊石殼體大部分是旋卷的，呈兩側(cè)對稱，為盤狀或者橢球狀，也有殼形呈不規(guī)則的螺旋狀、喇叭狀等。在最為常見的旋卷形殼體中，殼體旋卷一周為一個殼圈，外圍最后一個殼圈之內(nèi)的低凹部分叫做臍部。出露的大小不一，內(nèi)外殼圈的接觸線稱臍線。菊石的體管簡單，無復雜構(gòu)造，一般在內(nèi)部殼圈中有向后延伸的隔壁領(lǐng)，形成后伸體管；到外部殼圈逐漸變成向前延伸的隔壁領(lǐng)，形成前伸體管。另外，菊石的體管總是靠近邊緣而且通常在外邊緣。殼面一般都有與殼口邊緣平行的橫向殼飾以及與殼圈旋轉(zhuǎn)方向一致的縱向殼飾，腹部的旋向粗脊稱為腹棱，有些殼面上還有瘤、刺等。

總體來講，菊石跟鸚鵡螺在殼體方面的區(qū)別在于：菊石的殼體要稍微薄一些，體管相對簡單，隔壁向殼口方向延伸。此外最重要的是，菊石有復雜的縫合線，而鸚鵡螺沒有！

縫合線

縫合線是菊石隔壁跟殼壁內(nèi)面接觸的線。其他頭足動物的縫合線呈簡單的弧線或者直線，但菊石的縫合線則相當復雜，任何對菊石的描述、分類必須建立在討論縫合線的基礎(chǔ)上。縫合線向殼口方向彎曲的部分稱為鞍，向其反方向的部分稱為葉，然后根據(jù)處在殼圈之內(nèi)不同的位置分別命名為腹鞍、腹葉、背鞍和背葉。據(jù)此，縫合線類型有以下幾種：

1.由一些簡單的鞍和葉組成，稱為棱菊石式縫合線，為大多數(shù)古生代菊石動物所具有。

2.由鋸齒狀的或者有飾邊的葉以及圓形的不間斷的鞍組成，稱為齒菊石式縫合線。齒菊石是具有這類縫合線的菊石的典型例子，它們在中生代的三疊紀占主導地位。

3.葉和鞍都有飾邊并分化出許多小葉的縫合線，稱為菊石式縫合線，大多出現(xiàn)在侏羅紀和白堊紀。

我們在菊石化石表面看到的那些漂亮的曲線和花紋就是縫合線。從菊石出現(xiàn)到最后滅亡，縫合線扮演了“指示劑”的角色，從縫合線的變化我們就可以簡單了解整個菊石的演化過程。

演化進程

最早的菊石是無棱菊石類，出現(xiàn)在早泥盆世。中泥盆世開始演化出棱菊石類，是晚古生代最重要的菊石，繁盛于石炭紀和二疊紀。三疊紀以后，齒菊石大量發(fā)展，并且分化出葉菊石，隨后殼飾發(fā)育的菊石類在侏羅紀及白堊紀極其繁盛且非常重要。白堊紀晚期菊石迅速衰退，末期全部滅絕。由此，菊石大致可以分四個發(fā)展階段：泥盆紀以無棱菊石為主，石炭紀和二疊紀是棱菊石繁盛的時期，三疊紀以齒菊石類為主，侏羅紀和白堊紀則是菊石類的全盛階段。

這種演化反映在形態(tài)特征上則表現(xiàn)為：縫合線由簡單到復雜；體管由后伸體管變成前伸體管；殼形由松卷到旋卷；殼飾從無到有，從簡單到復雜。

滅 絕

相信大家對白堊紀末恐龍的滅絕都有一定的了解，然而在海洋里發(fā)生的生物滅絕事件規(guī)模更大，影響更深遠。

在整個生命歷史中先后發(fā)生了五次全球性滅絕事件。由鸚鵡螺演化而來的菊石在早泥盆世出現(xiàn)在海洋之中，此后雖然受到幾次大滅絕事件的重創(chuàng)，然而它們并沒有一蹶不振，反而在大滅絕后迅速復蘇和發(fā)展，并且在白堊紀以多姿多彩的面貌全面占據(jù)海洋各種環(huán)境。遺憾的是，它們還是和恐龍一起徹底消失了，甚至留下比恐龍滅絕更加難解的謎團。有太多關(guān)于這次滅絕的可能原因或者假說被提出來，但是我們不可能還原6500萬年前在我們的星球上發(fā)生的事情，只能從現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)和研究去推測或證實那些假說。然而，有一點是肯定的：無論是滅絕或是下一次的起源，生命的演化是永恒的！

雖然菊石全部滅絕了，但它們的化石卻成為我們了解地球演化歷史最重要的地質(zhì)記錄之一。由于菊石動物演化迅速、特征明顯，其對生物地層的作用，特別是對地層劃分和對比方面的貢獻，在眾多生物化石中是首屈一指的。菊石組合定年的精度之高使之成為中生代所有生物類群中的無冕之王。我們相信，盡管現(xiàn)代科技手段和實驗方法不斷提高，但菊石在地層古生物學研究中仍然有著無可替代的作用，許多問題依舊需要靠菊石化石來最終解決。