牙形石
——神秘的“金釘子”

文/高 源 侯 迎

讀完王靳哲同學的小論文，大家是否對牙形石充滿了興趣？反正小酷龍和安奇奇已經坐不住了，他們迫不及待地找來國家自然博物館的高源叔叔——一場關于牙形石的采訪，就此展開。

牙形石究竟是什么？

小酷龍：高源叔叔，我還是不太明白究竟什么是“牙形石”。

高 源：牙形石，又叫牙形刺，個頭非常非常小，一般只有零點幾毫米，是一種牙齒形狀的化石，來自遠古海洋動物的遺體骨骼。這些遠古的海洋動物被稱為牙形動物。目前，生活時代最早的牙形動物是寒武紀晚期的，距今有5 億多年。在此后的歲月里，牙形動物活躍于遠古海洋的每一個角落，留下了不少的牙形石。到了2 億多年前的三疊紀末期，牙形動物在一場大災難中走向滅絕，牙形石就成了它們留給地球的遺物。

小酷龍：您能具體介紹一下牙形動物嗎？

高 源：早在19 世紀，俄國地質學家潘德爾就已經發現并命名了牙形石。但這種化石究竟是何來路，科學家們始終找不到有力的證據。1982 年，英國的克拉克森博士在研究蘇格蘭地區的石炭紀地層時，偶然獲得了一塊印痕化石，其中央的印痕很像蠕蟲或泥鰍，全長不過4 厘米。克拉克森博士判斷，這個印痕屬于一種嬌小的生靈。

特別說明

牙形動物現在被稱為牙形石，是牙形石綱牙形石目的動物。為了方便大家理解和區分，我們依然稱“牙形動物”。

小酷龍：這就是我們的主角——牙形動物嗎？

高 源：是的。在這個動物的頭部位置，克拉克森博士發現了規則排列的牙形石集群，就像這個小東西正張著血盆“小”口準備去捕食獵物。這個發現，明確無誤地告訴我們，牙形石是動物捕食器官的化石。在后來的幾十年里，類似的標本又相繼被發現。同時，古生物學家們又在牙形石的內部發現了類似齒質的東西，這是脊索動物才擁有的特殊成分。由此，終于真相大白——牙形動物是一種早期的脊索動物，屬于無頜總綱。它們的身材嬌小而細長，一般身長約5 厘米，外形類似今天的鰻魚，能夠在大海中游泳，靠著嘴里的牙形石捕捉獵物。

為什么要研究牙形石？

安奇奇： 高源叔叔，牙形石那么小，牙形動物也都已經滅絕了，我們為什么還要研究牙形石呢？

高 源：牙形石雖然小，但意義重大。我先問你一個問題吧。地球的歷史被劃分為多個不同的時代，比如我們熟知的三疊紀、侏羅紀、白堊紀，那你知道這些時代是根據什么來劃分的嗎？

安奇奇：是根據化石嗎？不同的時代有不同的化石。

高 源：你的這個回答不完全準確。正確答案是生物。每個時代都有一類特別繁盛的具有代表性的生物，例如寒武紀的三葉蟲、泥盆紀的魚類。而牙形動物的演化速度極快，分布范圍極廣，幾乎每隔一段時間就出現一個新種類，這一種類的化石又會在全球各地同時期的地層中被發現。因此，這些牙形石能夠作為判斷地層所屬時期的標志！

小酷龍：“無頜總綱”是什么意思？它們沒有下巴？

高 源：確切地說，它們既沒有下巴，也沒有上頜。無頜總綱里的動物都是低等脊索動物，它們的嘴巴像一個吸盤，不能上下開合。我們以牙形動物為例吧。在取食過程中，它們不能依靠上下頜的開合來咬住和吞食獵物，而是依靠不同類型的牙形石相互配合、各司其職，將獵物送進肚子里。在今天，無頜總綱里的動物基本上都已經滅絕了，只剩下黏盲鰻和八目鰻還生活在海洋中。

安奇奇： 沒想到小小的牙形石居然有如此重要的作用。

高 源：這樣說還不足以體現它們的重要性。在劃分地質年代的時候，如果某種化石能夠起到關鍵性的作用，那么它就會被科學家稱為“金釘子”，而牙形石就是金釘子的主要貢獻者之一。古生代時期的大部分金釘子都是牙形石，而且它們的精度非常高，最高可以將地質年代精確到6 萬年。三疊紀之后，牙形動物滅絕了，科學家不得不用菊石、有孔蟲等生物的化石來替代牙形石進行判斷，但它們的精度遠遠趕不上牙形石。

安奇奇：那咱們中國有金釘子嗎？

高 源：當然有！截至2016 年，我國已經確立了10 顆金釘子，是世界上金釘子數量最多的國家。其中，最重要的金釘子就是牙形石貢獻的——發現于浙江長興的“小欣德牙形石”。以它的首次出現為標志，科學家劃分出了二疊紀與三疊紀的精準界線，這也是古生代與中生代的界線。