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上一篇：你所不知道的侏羅紀(jì)丨那些年的地質(zhì)生活（十五）

古生物學(xué)，地質(zhì)學(xué)分支學(xué)科，是生命科學(xué)和地球科學(xué)的交叉科學(xué)。既是生命科學(xué)中唯一具有歷史科學(xué)性質(zhì)的時(shí)間尺度的一個(gè)獨(dú)特分支，研究生命起源、發(fā)展歷史、生物宏觀進(jìn)化模型、節(jié)奏與作用機(jī)制等歷史生物學(xué)的重要基礎(chǔ)和組成部分；又是地球科學(xué)的一個(gè)分支，研究保存在地層中的生物遺體、遺跡、化石，用以確定地層的順序、時(shí)代，了解地殼發(fā)展的歷史，推斷地質(zhì)史上水陸分布、氣候變遷和沉積礦產(chǎn)形成與分布的規(guī)律。

 

上期答應(yīng)大家，這次要講講古生物，其實(shí)我只學(xué)了一個(gè)學(xué)期，但是介于“隔行如隔山”，還有些東西能拿出來(lái)賣弄，想和大家分享一下，外行人所不知道的古生物學(xué)。

記得前幾天，“中華地質(zhì)沙龍”群里，大家對(duì)一塊三葉蟲化石的真假進(jìn)行了討論，這場(chǎng)討論徹底把我拉回了11年前的古生物學(xué)課堂。

“黑板上那是啥文？一個(gè)都不認(rèn)識(shí)。”“笨啊你，那是俄文……”只見(jiàn)陳老師一小會(huì)兒就在黑板上寫下一堆俄文，有菊石、三葉蟲等，不同的門、綱、目，擁有著不同的名稱。然后我們每人看到了一些卡片，關(guān)于各種菊石和三葉蟲的，當(dāng)我看到菊石的那一刻，感覺(jué)它們真的是美翻了。

 

菊石，ammonite，名字來(lái)自古代希臘阿蒙神之角的象形之意，很多地方也叫羊角石。幾千年來(lái)菊石與各種傳說(shuō)一直息息相關(guān)從古埃及的阿蒙神之角到古印度的毗濕奴維護(hù)之神，再到中世紀(jì)的圣約翰蛇石和德國(guó)的床頭金菊石，從白雪皚皚的西伯利亞到郁郁蔥蔥的亞馬遜雨林關(guān)于菊石的傳說(shuō)一直是各民族津津樂(lè)道的故事。

 

 

菊石是軟體動(dòng)物門頭足綱的一個(gè)亞綱。菊石不是現(xiàn)生動(dòng)物而是已絕滅的海生無(wú)脊椎動(dòng)物，生存于泥盆紀(jì)至白堊紀(jì)。它最早出現(xiàn)在古生代泥盆紀(jì)初期（距今約4億年），繁盛于中生代（距今約2.25億年）。所以，嚴(yán)格的說(shuō)，提到菊石時(shí)候，不用加上化石兩個(gè)字，因?yàn)檫@個(gè)門類本就是化石，“菊石化石”這種說(shuō)法就是語(yǔ)義重復(fù)，就像說(shuō)“古生物化石”一樣，都不正確。

     

      門：軟體動(dòng)物門Mollusca

綱：頭足綱Cephalopoda

亞綱：菊石亞綱Ammonoidea

頭足綱下面有四個(gè)亞綱，其中章魚，魷魚，墨魚這些都屬于蛸亞綱，鸚鵡螺屬于鸚鵡螺亞綱（它是活化石哦，具體以后再講），箭石亞綱（已滅絕，以后再講），還有就是我們今天要說(shuō)的菊石亞綱。

 

據(jù)說(shuō)， 菊石的演化史經(jīng)歷了地質(zhì)史上的四次大滅絕，每次又都從簡(jiǎn)單光滑的外殼進(jìn)化到繁復(fù)和殼飾和形態(tài)，對(duì)于菊石殼體中的軟體部分和菊石的生活史長(zhǎng)久以來(lái)由于化石證據(jù)的缺失一直是 科學(xué)家 們夢(mèng)想解開(kāi)的謎題。據(jù)最新的研究顯示菊石可能是底棲 動(dòng)物 ，以小的甲殼類為食，或許白堊紀(jì)末導(dǎo)致菊石滅絕的根本因素就隱藏在最新的證據(jù)里面，讓我這個(gè)曾經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)古生物學(xué)的不算好學(xué)生的學(xué)生，也覺(jué)得非常期待。

 

古生物學(xué)里，最有爭(zhēng)議的就是三葉蟲了。好多化石現(xiàn)在可以人工制作，但是逃不過(guò)專家們的火眼晶晶。一些棱角、邊緣，一眼就能識(shí)破真假�？墒悄翘炻�(tīng)到北大的S教授說(shuō)北大古生物系幾年來(lái)之招了一個(gè)學(xué)生，甚是感到唏噓。

 

 

三葉蟲（學(xué)名：trilobite）是節(jié)肢動(dòng)物門中已經(jīng)滅絕的三葉蟲綱中的動(dòng)物。它們最早出現(xiàn)于寒武紀(jì)，在古生代早期達(dá)到頂峰，此后逐漸減少至滅絕。最晚的三葉蟲于二億五千萬(wàn)年前二疊紀(jì)結(jié)束時(shí)的生物集群滅絕中消失。三葉蟲是非常知名的化石動(dòng)物，其知名度可能僅次于恐龍。在所有的化石動(dòng)物中三葉蟲是種類最豐富的，至今已經(jīng)確定的有九（或者十）個(gè)目，一萬(wàn)五千多個(gè)物種。大多數(shù)三葉蟲是比較簡(jiǎn)單的、小的海生動(dòng)物，它們?cè)诤５着佬�，通過(guò)過(guò)濾泥沙來(lái)吸取營(yíng)養(yǎng)。它們身體分節(jié)，有帶溝將身體分為三個(gè)垂直的葉。

三葉蟲的世界

命名

早在300多年前的明朝崇禎年間，一個(gè)名叫張華東的人在山東泰安大汶口發(fā)現(xiàn)了一種包埋在石頭里的"怪物"，其外形容貌頗似蝙蝠展翅，于是他就為之命名為"蝙蝠石"。到了20世紀(jì)20年代，我國(guó)的古生物學(xué)家對(duì)"蝙蝠石"進(jìn)行了科學(xué)研究，終于弄清楚了原來(lái)這是一種三葉蟲的尾部。這種三葉蟲生活在5億年前的寒武紀(jì)晚期，是海洋中的一種節(jié)肢動(dòng)物。為了紀(jì)念這個(gè)世界上給三葉蟲起的第一個(gè)名字，我國(guó)科學(xué)家就把這種三葉蟲由拉丁名翻譯成的中文名字依然叫做蝙蝠蟲。 國(guó)外研究三葉蟲的最早記錄可以追溯到1698年。當(dāng)時(shí)，魯?shù)掳岩粋�(gè)頭部長(zhǎng)有三個(gè)圓瘤的三葉蟲化石命名為"三瘤蟲"。到了1771年，瓦爾其根據(jù)這種動(dòng)物的形態(tài)特征，即身體從縱橫兩方面來(lái)看都可以分成三部分:縱向上分為頭部、胸部和尾部，橫向上分為中軸及其兩邊的側(cè)葉部分，因而給出了一個(gè)恰如其分的名稱--"三葉蟲"。

繁殖

三葉蟲最早是隨著寒武紀(jì)初期的小殼動(dòng)物群而出現(xiàn)的，小殼動(dòng)物群主要是指軟舌螺、腹足類、單板類、喙殼類和分類位置不明的一大批個(gè)體微小(一般僅1~2mm)、低等的軟體動(dòng)物，當(dāng)時(shí)的海洋條件已經(jīng)適合于它們生存，這些動(dòng)物給三葉蟲帶來(lái)了豐富的食源，在那時(shí)的海洋中，三葉蟲還沒(méi)有遇到有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，因此它們橫行霸道，迅速發(fā)展，整個(gè)寒武紀(jì)成了三葉蟲的世界。

身體

三葉蟲的樣子奇特，身體分為頭、胸和腹三個(gè)部分。貝殼則有三個(gè)葉體，二葉位于縱向軸葉的每一側(cè)，因此被稱為:"三葉蟲"。從背部看去三葉蟲微卵形或橢圓形，成蟲的長(zhǎng)為3~10厘米，寬為1~3厘米。外殼堅(jiān)硬，正中突起，兩肋低平，也形成縱列的三部分，三葉蟲的名字就是這么來(lái)的吧。由于三葉蟲的背殼堅(jiān)硬，所以容易被保存成為化石。我們今天了解這種絕滅了的動(dòng)物，全是通過(guò)化石來(lái)認(rèn)識(shí)它們的。三葉蟲的頭部由于覆蓋有硬甲，可稱為頭甲，頭甲上中央隆起的部分叫頭鞍，頭鞍的形狀和大小在不同種類中變化較大，頭鞍前部是頭蓋，上面發(fā)育著眼脊、眼葉和眼。頭蓋兩側(cè)的邊緣下凹并延展形成活動(dòng)頰，活動(dòng)頰常常進(jìn)一步形成十分尖銳的頰刺，伸向身體的后方，整個(gè)頭甲是三葉蟲分類和種屬鑒定的重要依據(jù)。

胸甲尾部

胸甲由許多形狀相似的胸節(jié)組成，這些胸節(jié)相互銜接，與絕大多數(shù)節(jié)肢動(dòng)物的體節(jié)相似，胸節(jié)可以活動(dòng)，并有彎曲的功能。三葉蟲身體能夠蜷起或伸展開(kāi)全靠這些活動(dòng)的胸節(jié)，但幼年體的三葉蟲沒(méi)有胸節(jié)。尾甲是指三葉蟲身體末端由若干體節(jié)融合而成的部分，它們形成三葉蟲獨(dú)特的尾部。三葉蟲的尾一般都是半圓形，由于尾的邊緣常常形成大小不同的尾刺，使許多三葉蟲的尾伸展、放射，變得很美麗。整個(gè)三葉蟲的背面硬而光滑，但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)有些種類在背甲上具有小瘤或小結(jié)節(jié)，這些小瘤和小結(jié)節(jié)與背甲上的頰刺、肋刺、尾刺一起，構(gòu)成了復(fù)雜的防護(hù)"盔甲"。

發(fā)育

經(jīng)過(guò)各國(guó)古生物學(xué)家多年的研究，認(rèn)為三葉蟲具有復(fù)雜的發(fā)育階段。三葉蟲為雌雄異體，卵生，在它們?cè)谝簧�的發(fā)育中，要經(jīng)過(guò)多次的蛻殼才能長(zhǎng)成，當(dāng)前的許多節(jié)肢動(dòng)物都承襲了三葉蟲的生長(zhǎng)方式。三葉蟲從幼蟲到成蟲，一般經(jīng)歷三個(gè)生長(zhǎng)階段，即幼年期、分節(jié)期和成蟲期。了解這點(diǎn)，對(duì)我們?cè)谝巴獠杉�三葉蟲化石很有必要，如果人們稍微具備一些有關(guān)三葉蟲發(fā)育階段的知識(shí)，就能對(duì)采集到的三葉蟲化石做出大致的鑒定，不致于把不同發(fā)育階段的同一種三葉蟲當(dāng)做不同形態(tài)的屬種了。

幼年期的三葉蟲除身體很小外，常常凸起明顯，頭部與尾部區(qū)分不明顯，沒(méi)有胸節(jié)，蟲體呈圓球狀。以后，隨著三葉蟲不斷生長(zhǎng)，胸節(jié)逐漸增加，當(dāng)胸節(jié)全部長(zhǎng)成不再增加時(shí)就進(jìn)入成年期，此時(shí)意味著三葉蟲已達(dá)到性成熟階段，能夠生兒育女了。三葉蟲每蛻一次殼，身體都會(huì)增大，殼上的刺、瘤、甚至尾甲的分節(jié)數(shù)也會(huì)增加。

三葉蟲長(zhǎng)大以后就可以在海洋中無(wú)憂無(wú)慮地生活了，至今為止，人們還沒(méi)有在陸相地層中發(fā)現(xiàn)三葉蟲化石，這說(shuō)明這種動(dòng)物確實(shí)只生存在海洋里。由于三葉蟲化石常常與珊瑚、腕足動(dòng)物、頭足動(dòng)物共同出現(xiàn)，表明它們都喜歡生活在比較溫暖的淺海，在那里，三葉蟲以各種微小的生物為食，或者也對(duì)海草及動(dòng)物的尸體感興趣�？梢钥隙ǎ�它們不具有主動(dòng)攻擊的能力，因?yàn)槿�葉蟲沒(méi)有良好的游泳器官，也不具備流線形的體形，在水中行進(jìn)的速度較慢。從它們的堅(jiān)固背甲可以想象，一旦有兇猛的動(dòng)物(如鸚鵡螺類)向它們擺出進(jìn)攻的架勢(shì)時(shí)，三葉蟲會(huì)迅速把身體蜷起，象穿山甲那樣把自己保護(hù)起來(lái)，悄悄沉入海底。

為什么出現(xiàn)那么多三葉蟲?

寒武紀(jì)時(shí)為什么出現(xiàn)那么多三葉蟲呢?科學(xué)家們通過(guò)古生態(tài)學(xué)的研究認(rèn)為，三葉蟲具有很好的適應(yīng)環(huán)境的生存方式。三葉蟲并不遵循著單一的生活模式，有些種類的三葉蟲喜歡游泳，有些種類喜歡在水面上漂浮，有些喜歡在海底爬行，還有些習(xí)慣于鉆在泥沙中生活，它們占據(jù)了不同的生態(tài)空間，寒武紀(jì)的海洋成了三三葉蟲化石葉蟲的世界。在寒武紀(jì)以后的地質(zhì)時(shí)代，這種不同尋常的生物與其它無(wú)脊椎動(dòng)物又共同生存了很長(zhǎng)時(shí)間，才逐漸數(shù)量減少和衰退。我國(guó)三葉蟲化石非常豐富，僅在寒武紀(jì)的早期就發(fā)現(xiàn)了200多個(gè)屬，山東泰安盛產(chǎn)的"燕子石"，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)就是當(dāng)時(shí)大量活動(dòng)的三葉蟲死后堆積形成的，那些顯露在巖石表面紛紛欲飛的"燕子"，實(shí)際上全是一種長(zhǎng)有長(zhǎng)長(zhǎng)尾刺三葉蟲的尾甲。

三葉蟲出現(xiàn)后，在整個(gè)早古生代(包括寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)和志留紀(jì))都可作為眾多生物的代表，它們和許多其它生物一起共同揭開(kāi)了地球走進(jìn)生物多樣化的序幕，從此，一個(gè)欣欣向榮的生物世界才真正出現(xiàn)。晚古生代時(shí)三葉蟲數(shù)量隨著門類眾多的海相無(wú)脊椎動(dòng)物的大量涌現(xiàn)而減少，中生代到來(lái)時(shí)終于絕滅。

 

動(dòng)物分類

在動(dòng)物分類學(xué)上，三葉蟲屬于節(jié)肢動(dòng)物門、三葉蟲綱。它們生活在遠(yuǎn)古的海洋中，主要出現(xiàn)在寒武紀(jì)，到寒武紀(jì)晚期時(shí)發(fā)展到頂點(diǎn)。此后，三葉蟲從極盛的高峰走向衰退，延續(xù)到二疊紀(jì)末期時(shí)絕滅，沒(méi)有進(jìn)入中生代。三葉蟲在整個(gè)古生代3億多年的漫長(zhǎng)地質(zhì)歷程中生生不息，繁衍出了眾多的類群和巨大的數(shù)量，總計(jì)有1500多個(gè)屬，1萬(wàn)多個(gè)種，其中發(fā)現(xiàn)于我國(guó)的有大約500個(gè)屬。

三葉蟲的形狀大多為卵圓形或橢圓形，個(gè)體大小相差卻很懸殊。發(fā)現(xiàn)于葡萄牙奧陶紀(jì)地層中的烏拉裂肋蟲是最大的三葉蟲之一，長(zhǎng)達(dá)70厘米。而古盤蟲、球接子之類的微小三葉蟲卻只有不到6毫米。常見(jiàn)的三葉蟲一般長(zhǎng)度都在3到10厘米，寬度在1到3厘米。超過(guò)20厘米的就算大型的了。在我國(guó)昆明寒武紀(jì)早期地層中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)度為30厘米的萊得利基蟲。

三葉蟲生活的年代距今雖然遙遠(yuǎn)，但是科學(xué)家對(duì)它的形態(tài)、構(gòu)造等特征的了解是相當(dāng)充分的，主要的原因有以下幾點(diǎn):首先，三葉蟲身體表面披有堅(jiān)固的甲殼，在個(gè)體發(fā)育過(guò)程中經(jīng)歷多次脫殼生長(zhǎng)，所以它們?cè)诘貙又羞z留下的化石數(shù)量比其他生物要多;其次，寒武紀(jì)海洋中很少有比三葉蟲更大、更兇暴的動(dòng)物和它生活在一起，因此它們能夠迅速繁衍，廣泛分布;此外，三葉蟲化石大多保存在質(zhì)地細(xì)致的石灰?guī)r或頁(yè)巖中，因此，不僅外殼的特征能夠被觀察得很清楚，而且有時(shí)其內(nèi)部構(gòu)造也能被看得很清晰。

三葉蟲的主要特征表現(xiàn)在它的背殼構(gòu)造，其頭部中央有一個(gè)突起的"頭鞍"，可能是安置腦的處所。頭鞍的表面有的光滑無(wú)飾，有的瘤斑點(diǎn)綴，還有的具有為數(shù)不等的橫溝。這些橫溝被稱為"頭鞍溝"。頭鞍兩側(cè)，一般有成對(duì)的眼睛。沿眼睛的前后有一條溝，稱為"面線"，這是三葉蟲成長(zhǎng)過(guò)程中借以脫殼鉆出身體的地方。頭部腹面的前端有一對(duì)分節(jié)的觸須，既是行動(dòng)器官，又是感覺(jué)器官。觸須的后面是攝食的口，通常蓋著"唇瓣"。口兩側(cè)有許多細(xì)小而分節(jié)的行動(dòng)器官--附肢，附肢上有細(xì)密的纖毛，大概可以起到呼吸的作用。

三葉蟲的胸部分節(jié)，多者達(dá)十幾節(jié)，少者只分兩節(jié)。各節(jié)之間以覆瓦狀(即像房頂?shù)耐咂�一樣一片覆疊在另一片的上面)關(guān)聯(lián)起來(lái)，便于卷曲活動(dòng)。三葉蟲腹面兩側(cè)有為數(shù)眾多的分節(jié)附肢，附肢上具有纖毛，因此這些附肢也兼負(fù)行動(dòng)和呼吸之用。三葉蟲的尾部和胸部一樣，縱向上分為中軸及其兩側(cè)的肋葉部，其形態(tài)多樣;尾部的邊緣有的帶刺，有的不帶刺。

三葉蟲自從在寒武紀(jì)早期出現(xiàn)以后，在整個(gè)系統(tǒng)演化中各部主要構(gòu)造特點(diǎn)也逐漸發(fā)生相應(yīng)的變化，這些變化規(guī)律主要有?a href="http://www.sihwdk.cn/news/china/2021/0214/4524.html" target="_blank" class="keylink">鋁屑阜矯?

1、頭鞍形態(tài)的變化:寒武紀(jì)早期的原始三葉蟲的頭鞍形態(tài)多為長(zhǎng)圓錐形，凸起也不顯著。往后到了寒武紀(jì)中期以后，頭鞍逐漸縮短，兩側(cè)趨向平行，成為圓柱形，甚至有的成為了球形。到了寒武紀(jì)晚期及以后的三葉蟲，甚至頭鞍與其兩側(cè)的頰部分界也不清楚了。

2、面線后支所在位置的變化:早期三葉蟲的面線后支(即眼睛之后的那段面線)終點(diǎn)常與頭部的后邊緣或兩頰角相交;往后到了奧陶紀(jì)以后的類型，則常與頭部的兩旁側(cè)緣上相交。

3、眼的變化:某些三葉蟲的眼睛。早期是新月形的，隨后逐漸變小，最后消失。另一類復(fù)眼比較發(fā)達(dá)的三葉蟲，眼睛則由小變大，最后會(huì)出現(xiàn)眼柄，眼睛則長(zhǎng)在高高聳起的眼柄頂端上。志留紀(jì)的許多三葉蟲就屬于這一類。

4、身體周圍長(zhǎng)刺的變化:寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)的三葉蟲很少長(zhǎng)刺，而志留紀(jì)及其以后的類型長(zhǎng)刺較為多見(jiàn)，而且刺比以前的也更加復(fù)雜。

5、胸節(jié)由多變少，尾部由小變大，頭鞍上的橫溝由多到少等等趨勢(shì)也在許多類型的三葉蟲中顯示出來(lái)。

 

 

有人說(shuō)，我工作就是為了賺錢；有人說(shuō)，我工作就是為了糊口。如果這份工作讓我冒著生命危險(xiǎn)甚至填不飽肚子，我干嘛還要去做？就因?yàn)檫@樣，好多人選擇了轉(zhuǎn)行。能堅(jiān)持下來(lái)的，也認(rèn)為自己為此付出了很多辛勞。

 

我為我曾經(jīng)能夠在大學(xué)課堂里看到那么美麗的化石、能接受到那么良好的教育而感到慶幸�；蛟S在有些人看來(lái)，大學(xué)只是一塊工作大門的敲門磚。但在我看來(lái)，它讓我收獲了不僅僅有稀缺的地質(zhì)知識(shí)，還收獲了很多有毅力、有勇氣、有堅(jiān)持、有夢(mèng)想的老師和同學(xué)。是他們散落在祖國(guó)的各個(gè)角落，做著相似而又重復(fù)的工作，才會(huì)讓地質(zhì)行業(yè)像文化藝術(shù)一樣一代一代傳承下去。

 

哪個(gè)專業(yè)，哪個(gè)行業(yè)，都有自己的苦和累，也都有難以突破的出口，但是“三個(gè)臭皮匠賽過(guò)諸葛亮”這句話永遠(yuǎn)都不是空穴來(lái)風(fēng)。每個(gè)人的一生都處在不斷學(xué)習(xí)不斷努力的進(jìn)程中，而不是僅僅依靠一紙文憑定終生。

 

誰(shuí)都沒(méi)有權(quán)利拿自己的標(biāo)準(zhǔn)去衡量別人的生活，而我，僅僅希望通過(guò)自己的綿薄之力，讓更多的人愛(ài)上地質(zhì)，讓專業(yè)學(xué)科不要走向邊緣化。