哦，無限的空氣（四）：發(fā)現(xiàn)棘魚石螈的更多化石

哦，無限的空氣（四）：發(fā)現(xiàn)棘魚石螈的更多化石

文/卡爾·齊默 譯/靳 萌 編輯/羅婧奇

格陵蘭安瑪斯利克，夏季太陽在午夜時分才下山。 攝影/劉遠/FOTOE

僅僅從這些骨骼來看，他就知道棘魚石螈和魚石螈或其他的四足動物不同，這一點十分清楚。如果你伸開手臂，就會發(fā)現(xiàn)你的橈骨和尺骨展開的長度一樣。魚石螈和我們一樣，這種相等的長度對于它們用四條腿在地上行走十分重要。但是棘魚石螈的前肢對于一只四足動物來講，卻是長短十分不均衡的。它的橈骨長度是尺骨的2倍，但是作為肉鰭，卻是十分合適的。

現(xiàn)在珍妮找到的不是一塊頭骨的碎片，而是三塊近乎完整的頭骨，而在賽弗索德伯格和賈維克所勘探過的山上還有更多的化石。珍妮聽說一個丹麥地質(zhì)科考隊將要到那個地區(qū)進行石油勘探，于是她帶著新發(fā)現(xiàn)的頭骨去和他們商談，最終得以參加這次科考隊，和他們一同前往。后來事情的發(fā)展像夢般順利。一位名叫斯文德·班迪克斯·阿姆格林(Svend Bendix-Almgreen)的丹麥地質(zhì)博物館的古生物學家也組織了一支尋找棘魚石螈的考察隊。1987年珍妮和羅伯特及班迪克斯·阿姆格林以及她的研究生玻爾·阿爾伯格（Per Ahlberg）一起登上了一架直升機，沿光禿的海中的大山飛行。他們乘這架直升機離開營地，飛行了50英里，來到斯滕蘇光禿的山坡。

他們在距離海面270英尺高的寬闊的巖層上搭起了帳蓬。他們頭頂是極晝期間不落的太陽，不斷上升下降，就像是安德烈失敗時所乘的熱氣球。他們開始尋找尼科爾森當時勘探的地方，但從他的日志來看，他當時是從山坡一直向上爬的，因為他的測量是在高高的、垂直的山崖上進行的。“我們不知道他究竟是怎么做成這件事的。”

他們選擇了一條間接路線，從一處懸崖旁邊平緩的山坡迂回而上，再從上面垂直吊下來，到達尼科爾森的勘測地。在第一次攀登中，這些來自英國的登山初學者得順著堅硬的巖石慢慢向上爬，同時要注意避開不時落下的碎石。他們很快就被丹麥人甩在了后面。珍妮說道：“我們意識到，只有這塊碎石坡是安全的登山處，因為山上其他的地方叫做風化巖，如果你踩在上面，就會把巖石踩裂，你自己也會掉下去。而在這里，你只需要在一些碎石中穿行。”

他們在這些風化的巖石上攀登了4個小時才到達山頂，其間為了躲避碎石拖延了2個小時。他們每次想找到尼科爾森的勘測點時，看到的都是空空如也的巖石。在幾天的尋找之后，他們開始懷疑是不是一開始就找錯了山坡。但是在放棄尋找之前，他們決定看看尼科爾森使用的高度計是否出了問題，讀數(shù)不準。他們向山下出發(fā)，到達了尼科爾森所宣稱的他所勘測的山崖的最下面，開始沿“之”字形慢慢向上爬。他們在攀登的過程中檢查著巖石，偶爾會因為方解石或長羽毛的鳥類化石停下腳步。后來，珍妮注意到了一塊碎石，上面有一塊骨頭。這是棘魚石螈頭骨的一部分。他們在山坡上找到了更多的碎片，形成了一條向上的路徑，于是，他們跟隨這些石頭向山上找去，發(fā)現(xiàn)了它的來源。

上：棘魚石螈骨架復原。

下：棘魚石螈頭骨化石。

正像尼科爾森所描述的那樣，這里的確有很多四足動物化石。考察隊員的背包里裝滿了含有棘魚石螈的頭骨、腿骨、脊柱和尾骨的化石。他們回到帳蓬，將這些化石在報紙上擺開，一一加上標簽，并將它們裝在裝食物的木箱里。2周后，他們把這個勘測地上的化石搜尋一空。離開這里之后，他們開始考察附近的峽灣。他們在那里發(fā)現(xiàn)了各種各樣的肉鰭魚化石，甚至找到了一條魚石螈的后腿骨，這塊化石比賈維克的那塊保存得更好。在他們完成考察的時候，他們已經(jīng)收集了半噸重的化石，這些化石被用板條箱裝好，用直升機，后來又用船和卡車一直運回了劍橋大學。

棘魚石螈。

科茨說：“泥盆紀的四足動物就像金子那么珍貴，你知道你所做的任何事都能改變整個四足動物族譜，因為你的研究已經(jīng)深入到了它的基礎(chǔ)。”

正如其他的研究一樣，找到化石僅僅是研究工作的開始。由于珍妮的化石被包在十分堅硬的石頭中，要取出它們只能使用切割鉆石的線鋸和鉆子，以及航天員使用的槌子。珍妮在人手方面面臨問題：玻爾·阿爾伯格要離開她，到牛津大學去攻讀博士學位了，他在那里將會忙于研究他們在格陵蘭所發(fā)現(xiàn)的肉鰭魚化石。如果她想在退休之前從這些棘魚石螈化石中獲得新的發(fā)現(xiàn)，就必須有人幫助她。她聘請了一位標本制作者，名叫莎拉·芬尼（Sarah Finney）。芬尼介紹了一位她在紐卡斯爾大學認識的學者邁克爾·科茨（Michael Coates），他研究了位于格拉斯哥大學的運動場上的古代河床上原始輻鰭魚的化石，并在那里成為一名研究古代脊椎動物的專家。在獲得博士學位后，科茨認為野外古生物學十分枯燥乏味。他說：“可以說我花了幾年時間進行的人類進化研究僅僅是一種單調(diào)的勞作。”在珍妮邀請他加入研究時，他幾乎要放棄做一個古生物學家了。毫無疑問，他十分愿意參與這項研究。科茨說：“泥盆紀的四足動物就像金子那么珍貴，你知道你所做的任何事都能改變整個四足動物族譜，因為你的研究已經(jīng)深入到了它的基礎(chǔ)。”

科茨以前的研究方向是魚類，他認為四足動物只是水生脊椎動物的一種。珍妮對此很高興。沒有人知道一條魚狀的棘魚石螈是什么樣子，但他知道類似肺魚這樣的動物的頭骨和鰭的任何一部分的復雜結(jié)構(gòu)，而這正是珍妮所容易忽略的地方。同時，由于珍妮能夠處理有關(guān)四足動物的精細結(jié)構(gòu)的問題，在這方面她又能彌補科茨的不足。“她會說：‘哦，天哪，鰓骨真是麻煩！感謝上帝我不用搞這些東西。’我也會說類似的話：‘鐙骨，天哪，感謝上帝，我不用和它打交道。這些可怕的零碎的小骨頭和各種孔洞讓事情變得復雜得多，不知道神經(jīng)是從哪兒穿過的。這些骨頭是怎么長出來的。’”

珍妮和科茨兩人在珍妮位于劍橋大學的實驗室中組成了一個類似狄更斯小說中所定的合作團體。他們在把那些骨頭從化石中取出來之前就對棘魚石螈的研究做好了分工。珍妮研究頭骨，科茨研究其他部分。看上去好像珍妮占了便宜，但從古生物學家的角度上看，她的工作量至少占一半。從脖子往下，脊椎動物的骨骼都是大塊的，而且大致相同。從一塊腰椎骨就能看出所有脊椎骨的樣子。為了研究一個動物是怎么生存的，頭是最主要的器官，因為動物的思考、聽覺、嗅覺和進食的器官都在頭上。而頭骨更是一切精細的結(jié)構(gòu)的集合，包括細小的突起、孔洞和起伏。頭骨的不同可以將一種動物與另一種完全區(qū)別開來，而腿骨則不能。并且僅憑露出巖石表面的頭骨的一部分，古生物學家們并不能推斷出埋在巖石中的部分究竟還有多少。

珍妮和科茨的希望之一是從這些化石中發(fā)現(xiàn)這種動物的腳趾。在向四足動物轉(zhuǎn)變的過程中，從肉鰭到手的轉(zhuǎn)變，包括手腕和手指的形成，是最重要的步驟之一。

珍妮與科茨從1989年開始研究這些骨骼。“我還記得在上月初我們是怎么蹣跚學步似的開始我們的研究的。”科茨說，“那時我的家人還在北方，因此我不需要每天回家哄孩子們上床睡覺，但是在那段重回單身的時間里我?guī)缀跽齑粼趯嶒炇依铩！彼仨毚_定從哪塊骨頭開始研究。在他們的石塊上露出五塊顱骨，在一塊石頭上有“斑點”、“碎片”和“硬幣”，他們是用小狗的名字命名的，因為它們看上去就像放在籃子里的小狗的樣子（據(jù)科茨解釋，“斑點”這個名字來自一本在英國十分流行的兒童讀物——《斑點狗》）。“我覺得我們?nèi)ふ壹~石螈相貌丑陋的骨頭時就像‘斑點’的媽媽在狗窩里找小狗。如果你讀過那500集‘斑點’的故事，你就知道我的意思了。”曾有人想給另一塊頭骨命名為斑比，因為它的眼睛像“小鹿斑比”，但是被科茨否決了，他給它起名為格蕾絲。第5塊名叫鮑里斯，鮑里斯看上去是最有希望出成果的一塊骨頭。科茨說：“我們知道這就是我們要找的東西。珍妮觀察過它的頭骨，如果你把這些巖石的所有碎片拼在一起，再從實驗室窗戶射進來的午后陽光中觀察它，你就會覺得那些小小的突起看上去充滿了希望，好像脊椎就在巖石表面之下延伸。”

珍妮和科茨的希望之一是從這些化石中發(fā)現(xiàn)這種動物的腳趾。在向四足動物轉(zhuǎn)變的過程中，從肉鰭到手的轉(zhuǎn)變，包括手腕和手指的形成，是最重要的步驟之一。四足動物的腳趾數(shù)目是5個，這是一條規(guī)律，只有各種兩棲動物、爬行動物和哺乳動物中有一些的腳趾會少了一個或者幾個。科茨很想知道，為什么這個數(shù)字會是5。在那塊包含著鮑里斯的頭骨的石頭中，他和珍妮看到了上肱骨，就是手臂上部的骨骼。這是一塊扁平而堅硬的骨頭，表面平滑，有利于肌肉的附著。這和其他四足動物的骨骼很相似。在骨骼的連接平面可以連接兩塊骨頭——前肢的尺骨和橈骨。

“在這樣的情況下，我首先進行的是一些常規(guī)性的操作，就是在骨骼周圍打鉆，”科茨說，“我將上肱骨部分清理干凈，然后我繼續(xù)向下尋找，發(fā)現(xiàn)了橈骨和尺骨，它們一直延伸到這塊巖石的底部。尺骨是完整的，十分短小而堅固，而橈骨很長。”但是僅僅從這些骨骼來看，他就知道棘魚石螈和魚石螈或其他的四足動物不同，這一點十分清楚。如果你伸開手臂，就會發(fā)現(xiàn)你的橈骨和尺骨展開的長度一樣。魚石螈和我們一樣，這種相等的長度對于它們用四條腿在地上行走十分重要。但是棘魚石螈的前肢對于一只四足動物來講，卻是長短十分不均衡的。它的橈骨長度是尺骨的2倍，但是作為肉鰭，卻是十分合適的。“上肱骨看上去是早期的四足動物中的典型例子，但是從橈骨和尺骨來看，它們是從魚類而來的。”科茨和珍妮已經(jīng)知道，棘魚石螈一定會引起其他古生物學家的注意。“我們看著它想到，我們必須發(fā)表論文，馬上發(fā)表！”

但是他們手頭還有其他問題要解決。科茨繼續(xù)沿著肘部的橈骨在巖石中向下尋找，一直找到趾頭。這是健康的四足動物的腳趾，但科茨發(fā)現(xiàn)，這和魚類的前肢還是不一樣的，但是他沒有更多的時間去思考。“我繼續(xù)研究這些腳趾，就像檢查鐘面上的刻度一樣。”他只能希望在化石中能找到它的5只腳趾。瑞典科學家當年并沒有找到保存得很完整的魚石螈的前肢，于是賈維克只能假設(shè)它有5只腳趾。“這個研究真是讓人著迷，我每天工作18個小時，不能罷手，心里想著‘天啊，又一只腳趾出現(xiàn)了！’我忐忑不安，就像在擲骰子賭博一樣，不停尋找下去，看究竟最后我們能找到多少腳趾。”

那天晚上，他打開日記本寫道：“工作完成了，我們完成了研究棘魚石螈的前肢的準備工作。我們找到了8個腳趾。”科茨錯了，他們不是撼動了四足動物家族的族譜，而是發(fā)現(xiàn)了四足動物族譜的開始。