神秘的魔鬼螺旋化石

奇怪螺旋

在所有被發現的古生物化石中，來自于美國內布拉斯加沙漠中的一種化石是比較特殊的——整體呈螺旋形，長度超過2米。當地人將其稱為魔鬼螺旋，或者惡魔的紅酒開瓶器。這種化石廣泛地分布于內布拉斯卡沙漠的地下。

魔鬼螺旋化石主要被發現于內布拉斯加沙漠的細密沙石中，化石形成于距今2000萬年左右的中新世。一些靠近河流的懸崖和峽谷的側面的巖石被風化后，變得松軟并脫落，魔鬼螺旋化石這才重見天日。

1892年，美國古生物學家巴伯首次以學者身份發現了魔鬼螺旋化石。由于當時的化石記錄中還沒有任何與之類似的化石，這讓巴伯在鑒定化石身份時傷透了腦筋。巴伯最初猜測，這些螺旋結構可能是一種巨大淡水海綿的化石。但巴伯注意到所有螺旋被埋入地下的末端，都有一個螺旋向側上方開口的漏斗狀結構，且開口角度都保持統一。巴伯始終不明白這個漏斗是什么結構。

美國古生物學家巴伯。

魔鬼螺旋的真實身份是海綿（左）還是巢穴（右）？

僵持不下

1893年，美國古生物學家柯布駁斥了巴伯的觀點。柯布認為，這個構造很可能是某種印模化石，而且很可能是來自某種大型嚙齒類動物的巢穴。柯布的觀點一經發表，在同年就得到了來自奧地利古生物學權威福克斯的支持。后者在研究過這些化石后也得出了相同結論。福克斯說：“這些奇怪化石只可能是中新世嚙齒動物的地下巢穴，可能是某種東囊鼠（一種有袋嚙齒動物）的巢穴。”

不過，巴伯教授顯然完全不接受這些觀點。他在1894年發表了一篇論文。在論文中巴伯先將福克斯的觀點痛批一番，然后提出了一個新觀點：魔鬼螺旋化石應該是湖泊沉積物。此前福克斯曾經懷疑螺旋結構中的植物組織是筑巢動物留下的干草。對此，巴伯在文章中不忘嘲笑福克斯：“看來福克斯博士的東囊鼠被留在巢穴里，用湖面下方兩三百米深處的干草筑巢。”

另一位名叫皮特森的美國古生物學家發現，許多魔鬼螺旋化石里都含有一種早已滅絕的古河貍的遺體化石。這種古河貍比今天的黑背土撥鼠稍大，因此，皮特森也支持柯布的巢穴論觀點。

巴伯固執己見，對于巢穴印模化石假說，巴伯給予了回擊：“如果這真是某種東囊鼠的杰作，那么這種動物的后續物種應該也能夠筑出這樣精致且外形始終保持不變的巢穴。”

魔鬼螺旋化石中還有一處疑點——內部的奇怪溝槽。福克斯等人認為，這是動物在挖掘過程中留下的爪痕。在當時，絕大多數研究者甚至連巴伯的學生都認為，魔鬼螺旋化石是嚙齒動物的巢穴印模化石。不過，由于雙方都沒有掌握能夠證明自己觀點的直接證據，再加上對于魔鬼螺旋化石的研究在很長時間沒有進一步深入下去，所以對它真實身份的爭論陷入僵局。

位于美國內布拉斯加州哈里森鎮的魔鬼螺旋化石標本。

古河貍（想象圖）。

真相揭開——魔鬼螺旋化石其實是古河貍的巢穴印模化石。

真相揭開

20世紀70年代初，古生物學家馬丁和他的學生伯納特對大量魔鬼螺旋化石的樣本進行了研究。在研究過程中，馬丁和伯納特發現，已經滅絕的古河貍屬動物的門齒和惡魔螺旋化石內表面的溝槽形狀完美匹配。他們認為，這些溝槽就是古河貍的齒痕。這一發現確定了惡魔螺旋化石就是古河貍的巢穴印模化石。

古河貍用它那又大又平的門齒挖掘泥土，以螺旋方式向下挖掘。其中一些洞穴是左旋，另一些是右旋，這表明古河貍也有“左撇子”和“右撇子”之分。在挖洞過程中，古河貍的爪子還會在洞的側壁和底面留下爪痕。古河貍的巢穴最深可以抵達地面下方4.5米。挖掘到一定深度時，古河貍開始沿水平方向向上30°挖掘自己的“房間”。

在馬丁和伯納特展開研究之前，許多地質學家就指出魔鬼螺旋并非由湖水中的沉積物堆積形成，而是在內布拉斯卡西部季節性干燥氣候作用下，由顆粒極細的沉積物堆積形成的。這些沉積物不但留下了魔鬼螺旋化石結構的立體拓印，還保存了豐富的植物根部化石，甚至連一些昆蟲和小型哺乳動物在魔鬼螺旋化石中留下的潛穴和巢穴都被很好地保存了下來。

植物入侵

根據在魔鬼螺旋化石中發現的幼年古河貍骨骼看，它們會在“房間”里養育自己的幼崽。那么，為什么古河貍要將房間前面的通道挖成長長的螺旋形？科學家認為，除了防御捕食者，螺旋也有助于維持巢穴內部的溫度和濕度。

侵入巢穴的植物根部吸收水中的二氧化硅微粒后變硬，這讓魔鬼螺旋化石更容易保存下來。

如果在某處發現了一個魔鬼螺旋化石，那么附近肯定還分散著大量的螺旋化石。這種密集筑巢的行為非常類似今天的土撥鼠在同一片區域密集挖洞的行為。有趣的是，科學家發現，其他動物偶爾也會光顧古河貍的巢穴，包括一種已經滅絕的古鼬鼠。那么，這些動物進入巢穴的目的是什么呢？科學家認為，可能是獵殺古河貍，也可能是單純為了尋找巢穴并入住。

巴伯在魔鬼螺旋化石中發現的植物殘體化石又該如何解釋呢？馬丁和伯納特注意到：魔鬼螺旋化石的圍巖的沉積過程表明附近環境呈現季節性干燥，在這種干燥環境中的植物很難獲得足夠的水分，因此難以存活;但在魔鬼螺旋內部可以維持一定濕度，植物的根部便向水更多的區域生長，之后進入魔鬼螺旋巢穴內部，并攀附在其內壁生長。

植物根部在魔鬼螺旋巢穴內壁生長得十分快，古河貍不得不定期啃咬掉通道內壁上過多的植物根部，才能保持通道暢通無阻。由于發現魔鬼螺旋化石地區的巖石含有許多來自附近火山的火山灰，流進泥土的雨水中會含有大量來自火山灰的二氧化硅微粒。又因為植物的根部隨時會吸收二氧化硅，所以通道內壁上密密麻麻的植物根就逐漸礦化變硬，最終整個洞穴都會被硅化植物根系填滿。這也是魔鬼螺旋化石的形成過程。

誰都不曾想到，一種奇怪化石的發現會導致了一場持續了近百年的爭論。最終，科學家不僅揭開了神秘化石的真實身份，也還原了一個2000萬年前的地下微型生態系統。