揭秘塔利怪物的身份

邵峰

長鼻子“胖蚯蚓”

1958年夏天，化石收藏家塔利前往美國芝加哥南部的馬榮溪尋找化石標本。塔利的本職工作是水管工，化石收藏只是他的業余愛好，但多年的化石收藏活動讓他在這方面積累了豐富經驗。塔利之所以選擇馬榮溪附近的幾處煤礦作為化石發掘地，是因為：一方面，那里是著名的化石礦床，保存了大量古生物化石結核;另一方面，為了讓煤層暴露出來，礦廠剝離了大量含有化石結核的頁巖并堆砌起來，選擇煤礦作為發掘地就免去了繁重的挖掘之苦。經過一番尋找，塔利收獲了他人生中最重要的—塊化石標本。

這塊化石中保存的動物看上去像一條“胖蚯蚓”，它身長30厘米左右，有一條“長鼻子”，還有鏟子狀的尾部。雖然塔利在化石收藏方面也算得上見多識廣，但他不曾在古生物圖鑒上看到過，也沒在博物館或化石愛好者俱樂部中見過類似“胖蚯蚓”的化石標本。意識到這件標本不平凡后，塔利迅速將其送至專門研究無脊椎古生物的專家尤金那里。

在看到這件化石后，尤金不但說不出它是什么動物，甚至無法將它和任何一個已知動物類別聯系起來。尤金事后寫道：“這個發現很重要，也讓我很尷尬。”1966年，尤金在論文中正式將這種動物命名為“塔利怪物”，以紀念其發現者。

拼出來的怪物

塔利怪物化石所處地層的年代為3億年前的石炭紀晚期，那時的海洋被有頷魚統治。塔利怪物顯得很另類。如果在當時的海洋中遇到塔利怪物，那么首先映入眼簾的是一個長長的“鼻子”，其最前端有一個鉗子一樣的嘴，里面有多顆尖銳的牙齒。在“鼻子”的后面是它流線型的身體：身體前端長著與蝸牛類似的眼柄，體側有類似鰓孔的小窟窿;身體尾部有水平和垂直的尾鰭。

從塔利怪物那看似七拼八湊的身體上，科學家找不到任何明確的演化線索：它們的鉗狀長嘴讓人想起歐巴賓海蝎;柔軟的身體和尾部像是魷魚或海蝸牛等軟體類動物;鰓孔結構又與七鰓鰻等脊椎動物類似。塔利怪物的身體構造好像一鍋亂燉，匯聚了節肢動物、軟體動物和脊椎動物的特點。在塔利怪物被發現后的幾十年時間里，科學家根據大量化石不斷提出各種關于它們身份的假說，但始終確定不了它們是從什么動物演化而來的。

吸血怪物的祖先？

轉機出現于2016年。當時，美國科學家麥考伊提出：塔利怪物是脊椎動物，并且很可能是現代七鰓鰻的祖先物種。七鰓鰻口若吸盤，內有利齒，身體每側有七個鰓孔，這也是它們名稱的由來。七鰓鰻科下屬的動物個個都是生性兇猛的“吸血狂”，它們是地球上目前僅存的無頷魚（絕大多數魚有下頜，而七鰓鰻沒有下頷）。

麥考伊掌握了兩個關鍵性證據。首先，他發現在幾乎所有的塔利怪物化石標本中，都有一條從眼部沿身體中央一直延伸到尾端的淡色中軸線。在此之前，一些科學家認為它是塔利怪物的消化道，不過事實并非如此。塔利怪物消化道末端的位置更靠近身體前半部分，并且一般在化石中會留下深黑色痕跡。經過分析，科學家證實淡色線條是塔利怪物的脊索（脊椎的前身，有彈性、能彎曲、不分節），而具有脊索是早期脊椎動物的標志性特征之一。

許多魚類化石中都有鰓囊這個構造。魚死后一般都是身體一側接觸水底，這樣形成的化石能夠保留清晰的鰓部形態。但塔利怪物死后，一般是身體前部或后部觸底，這種姿態使其在形成化石的過程中鰓部形態很難完整保留下來。幸運的是，麥考伊找到了一些側臥的塔利怪物化石，并在其中發現了類似七鰓鰻的鰓囊結構。

在同年發表的其他研究中，科學家在塔利怪物化石的視網膜部分同時發現了球形和圓柱形的黑素體層，這種視網膜的黑素體分層結構也是脊椎動物的標志性特征之一。

找到分子證據

2020年5月，在另一項關于塔利怪物的研究中，科學家再次確認了它們的脊椎動物身份。這一次科學家不走尋常路，他們選擇從“生物學簽名”入手進行研究。

不同大類的動物由獨特的身體化合物構成。比如，螃蟹和龜都有保護自己的堅硬外殼。但螃蟹（無脊椎動物）的硬殼主要由幾丁質（多糖）構成，而龜（脊椎動物）的硬殼主要由角蛋白（蛋白質）構成。因此高幾丁質含量是無脊椎動物的生物學簽名，而高蛋白質含量則是脊椎動物的生物學簽名。

在該研究中，科學家對塔利怪物的多個化石樣本進行了“原位拉曼顯微光譜分析”，這是一種通過激光使特定分子基團發出不同共振光譜的分析手段。由于幾丁質和蛋白質具有各自特有的分子基團，這種分析可以讓科學家掌握化石中殘留的有機物種類和比例。分析結果顯示，塔利怪物化石樣本中的蛋白質比例更接近脊椎動物的模式。在分子層面的堅實證據支持下，塔利怪物的脊椎動物身份終于被確定。

雖然科學家已經幫塔利怪物找到了它們的歸屬，但怎樣解釋它們和其他七鰓鰻科動物（無論是已滅絕的，還是現存的）外形的巨大差異呢？

其實，提出這個問題的人或多或少誤解了進化。提到七鰓鰻，許多古生物愛好者就會想到“原始魚”。而一旦在七鰓鰻和原始魚之間畫上等號，人們就容易把所有原始魚類都想象成現代七鰓鰻的樣子。七鰓鰻的確是現存的原始魚，但在數億年間，七鰓鰻家族在身體構造的進化方面進行了無數次探索和實驗，誕生過一系列復雜、罕見甚至奇葩的身體構造改變，塔利怪物的存在就是最好的證據。