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上一篇：你所不知道的侏羅紀丨那些年的地質(zhì)生活（十五）

古生物學，地質(zhì)學分支學科，是生命科學和地球科學的交叉科學。既是生命科學中唯一具有歷史科學性質(zhì)的時間尺度的一個獨特分支，研究生命起源、發(fā)展歷史、生物宏觀進化模型、節(jié)奏與作用機制等歷史生物學的重要基礎和組成部分；又是地球科學的一個分支，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。

 

上期答應大家，這次要講講古生物，其實我只學了一個學期，但是介于“隔行如隔山”，還有些東西能拿出來賣弄，想和大家分享一下，外行人所不知道的古生物學。

記得前幾天，“中華地質(zhì)沙龍”群里，大家對一塊三葉蟲化石的真假進行了討論，這場討論徹底把我拉回了11年前的古生物學課堂。

“黑板上那是啥文？一個都不認識。”“笨啊你，那是俄文……”只見陳老師一小會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，關于各種菊石和三葉蟲的，當我看到菊石的那一刻，感覺它們真的是美翻了。

 

菊石，ammonite，名字來自古代希臘阿蒙神之角的象形之意，很多地方也叫羊角石。幾千年來菊石與各種傳說一直息息相關從古埃及的阿蒙神之角到古印度的毗濕奴維護之神，再到中世紀的圣約翰蛇石和德國的床頭金菊石，從白雪皚皚的西伯利亞到郁郁蔥蔥的亞馬遜雨林關于菊石的傳說一直是各民族津津樂道的故事。

 

 

菊石是軟體動物門頭足綱的一個亞綱。菊石不是現(xiàn)生動物而是已絕滅的海生無脊椎動物，生存于泥盆紀至白堊紀。它最早出現(xiàn)在古生代泥盆紀初期（距今約4億年），繁盛于中生代（距今約2.25億年）。所以，嚴格的說，提到菊石時候，不用加上化石兩個字，因為這個門類本就是化石，“菊石化石”這種說法就是語義重復，就像說“古生物化石”一樣，都不正確。

     

      門：軟體動物門Mollusca

綱：頭足綱Cephalopoda

亞綱：菊石亞綱Ammonoidea

頭足綱下面有四個亞綱，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的菊石亞綱。

 

據(jù)說， 菊石的演化史經(jīng)歷了地質(zhì)史上的四次大滅絕，每次又都從簡單光滑的外殼進化到繁復和殼飾和形態(tài)，對于菊石殼體中的軟體部分和菊石的生活史長久以來由于化石證據(jù)的缺失一直是 科學家 們夢想解開的謎題。據(jù)最新的研究顯示菊石可能是底棲 動物 ，以小的甲殼類為食，或許白堊紀末導致菊石滅絕的根本因素就隱藏在最新的證據(jù)里面，讓我這個曾經(jīng)學習過古生物學的不算好學生的學生，也覺得非常期待。

 

古生物學里，最有爭議的就是三葉蟲了。好多化石現(xiàn)在可以人工制作，但是逃不過專家們的火眼晶晶。一些棱角、邊緣，一眼就能識破真假�？墒悄翘炻牭奖贝蟮腟教授說北大古生物系幾年來之招了一個學生，甚是感到唏噓。

 

 

三葉蟲（學名：trilobite）是節(jié)肢動物門中已經(jīng)滅絕的三葉蟲綱中的動物。它們最早出現(xiàn)于寒武紀，在古生代早期達到頂峰，此后逐漸減少至滅絕。最晚的三葉蟲于二億五千萬年前二疊紀結束時的生物集群滅絕中消失。三葉蟲是非常知名的化石動物，其知名度可能僅次于恐龍。在所有的化石動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）個目，一萬五千多個物種。大多數(shù)三葉蟲是比較簡單的、小的海生動物，它們在海底爬行，通過過濾泥沙來吸取營養(yǎng)。它們身體分節(jié)，有帶溝將身體分為三個垂直的葉。

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20年代，我國的古生物學家對"蝙蝠石"進行了科學研究，終于弄清楚了原來這是一種三葉蟲的尾部。這種三葉蟲生活在5億年前的寒武紀晚期，是海洋中的一種節(jié)肢動物。為了紀念這個世界上給三葉蟲起的第一個名字，我國科學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。 國外研究三葉蟲的最早記錄可以追溯到1698年。當時，魯?shù)掳岩粋�頭部長有三個圓瘤的三葉蟲化石命名為"三瘤蟲"。到了1771年，瓦爾其根據(jù)這種動物的形態(tài)特征，即身體從縱橫兩方面來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葉部分，因而給出了一個恰如其分的名稱--"三葉蟲"。

繁殖

三葉蟲最早是隨著寒武紀初期的小殼動物群而出現(xiàn)的，小殼動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體微小(一般僅1~2mm)、低等的軟體動物，當時的海洋條件已經(jīng)適合于它們生存，這些動物給三葉蟲帶來了豐富的食源，在那時的海洋中，三葉蟲還沒有遇到有力的競爭對手，因此它們橫行霸道，迅速發(fā)展，整個寒武紀成了三葉蟲的世界。

身體

三葉蟲的樣子奇特，身體分為頭、胸和腹三個部分。貝殼則有三個葉體，二葉位于縱向軸葉的每一側，因此被稱為:"三葉蟲"。從背部看去三葉蟲微卵形或橢圓形，成蟲的長為3~10厘米，寬為1~3厘米。外殼堅硬，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的吧。由于三葉蟲的背殼堅硬，所以容易被保存成為化石。我們今天了解這種絕滅了的動物，全是通過化石來認識它們的。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。頭蓋兩側的邊緣下凹并延展形成活動頰，活動頰常常進一步形成十分尖銳的頰刺，伸向身體的后方，整個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)肢動物的體節(jié)相似，胸節(jié)可以活動，并有彎曲的功能。三葉蟲身體能夠蜷起或伸展開全靠這些活動的胸節(jié)，但幼年體的三葉蟲沒有胸節(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。整個三葉蟲的背面硬而光滑，但科學家們發(fā)現(xiàn)有些種類在背甲上具有小瘤或小結節(jié)，這些小瘤和小結節(jié)與背甲上的頰刺、肋刺、尾刺一起，構成了復雜的防護"盔甲"。

發(fā)育

經(jīng)過各國古生物學家多年的研究，認為三葉蟲具有復雜的發(fā)育階段。三葉蟲為雌雄異體，卵生，在它們在一生的發(fā)育中，要經(jīng)過多次的蛻殼才能長成，當前的許多節(jié)肢動物都承襲了三葉蟲的生長方式。三葉蟲從幼蟲到成蟲，一般經(jīng)歷三個生長階段，即幼年期、分節(jié)期和成蟲期。了解這點，對我們在野外采集三葉蟲化石很有必要，如果人們稍微具備一些有關三葉蟲發(fā)育階段的知識，就能對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，沒有胸節(jié)，蟲體呈圓球狀。以后，隨著三葉蟲不斷生長，胸節(jié)逐漸增加，當胸節(jié)全部長成不再增加時就進入成年期，此時意味著三葉蟲已達到性成熟階段，能夠生兒育女了。三葉蟲每蛻一次殼，身體都會增大，殼上的刺、瘤、甚至尾甲的分節(jié)數(shù)也會增加。

三葉蟲長大以后就可以在海洋中無憂無慮地生活了，至今為止，人們還沒有在陸相地層中發(fā)現(xiàn)三葉蟲化石，這說明這種動物確實只生存在海洋里。由于三葉蟲化石常常與珊瑚、腕足動物、頭足動物共同出現(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，或者也對海草及動物的尸體感興趣�？梢钥隙ǎ�它們不具有主動攻擊的能力，因為三葉蟲沒有良好的游泳器官，也不具備流線形的體形，在水中行進的速度較慢。從它們的堅固背甲可以想象，一旦有兇猛的動物(如鸚鵡螺類)向它們擺出進攻的架勢時，三葉蟲會迅速把身體蜷起，象穿山甲那樣把自己保護起來，悄悄沉入海底。

為什么出現(xiàn)那么多三葉蟲?

寒武紀時為什么出現(xiàn)那么多三葉蟲呢?科學家們通過古生態(tài)學的研究認為，三葉蟲具有很好的適應環(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，寒武紀的海洋成了三三葉蟲化石葉蟲的世界。在寒武紀以后的地質(zhì)時代，這種不同尋常的生物與其它無脊椎動物又共同生存了很長時間，才逐漸數(shù)量減少和衰退。我國三葉蟲化石非常豐富，僅在寒武紀的早期就發(fā)現(xiàn)了200多個屬，山東泰安盛產(chǎn)的"燕子石"，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)就是當時大量活動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"，實際上全是一種長有長長尾刺三葉蟲的尾甲。

三葉蟲出現(xiàn)后，在整個早古生代(包括寒武紀、奧陶紀和志留紀)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了地球走進生物多樣化的序幕，從此，一個欣欣向榮的生物世界才真正出現(xiàn)。晚古生代時三葉蟲數(shù)量隨著門類眾多的海相無脊椎動物的大量涌現(xiàn)而減少，中生代到來時終于絕滅。

 

動物分類

在動物分類學上，三葉蟲屬于節(jié)肢動物門、三葉蟲綱。它們生活在遠古的海洋中，主要出現(xiàn)在寒武紀，到寒武紀晚期時發(fā)展到頂點。此后，三葉蟲從極盛的高峰走向衰退，延續(xù)到二疊紀末期時絕滅，沒有進入中生代。三葉蟲在整個古生代3億多年的漫長地質(zhì)歷程中生生不息，繁衍出了眾多的類群和巨大的數(shù)量，總計有1500多個屬，1萬多個種，其中發(fā)現(xiàn)于我國的有大約500個屬。

三葉蟲的形狀大多為卵圓形或橢圓形，個體大小相差卻很懸殊。發(fā)現(xiàn)于葡萄牙奧陶紀地層中的烏拉裂肋蟲是最大的三葉蟲之一，長達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。常見的三葉蟲一般長度都在3到10厘米，寬度在1到3厘米。超過20厘米的就算大型的了。在我國昆明寒武紀早期地層中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過長度為30厘米的萊得利基蟲。

三葉蟲生活的年代距今雖然遙遠，但是科學家對它的形態(tài)、構造等特征的了解是相當充分的，主要的原因有以下幾點:首先，三葉蟲身體表面披有堅固的甲殼，在個體發(fā)育過程中經(jīng)歷多次脫殼生長，所以它們在地層中遺留下的化石數(shù)量比其他生物要多;其次，寒武紀海洋中很少有比三葉蟲更大、更兇暴的動物和它生活在一起，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)地細致的石灰?guī)r或頁巖中，因此，不僅外殼的特征能夠被觀察得很清楚，而且有時其內(nèi)部構造也能被看得很清晰。

三葉蟲的主要特征表現(xiàn)在它的背殼構造，其頭部中央有一個突起的"頭鞍"，可能是安置腦的處所。頭鞍的表面有的光滑無飾，有的瘤斑點綴，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，一般有成對的眼睛。沿眼睛的前后有一條溝，稱為"面線"，這是三葉蟲成長過程中借以脫殼鉆出身體的地方。頭部腹面的前端有一對分節(jié)的觸須，既是行動器官，又是感覺器官。觸須的后面是攝食的口，通常蓋著"唇瓣"�？趦蓚扔性S多細小而分節(jié)的行動器官--附肢，附肢上有細密的纖毛，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)關聯(lián)起來，便于卷曲活動。三葉蟲腹面兩側有為數(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行動和呼吸之用。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早期出現(xiàn)以后，在整個系統(tǒng)演化中各部主要構造特點也逐漸發(fā)生相應的變化，這些變化規(guī)律主要有下列幾方面:

1、頭鞍形態(tài)的變化:寒武紀早期的原始三葉蟲的頭鞍形態(tài)多為長圓錐形，凸起也不顯著。往后到了寒武紀中期以后，頭鞍逐漸縮短，兩側趨向平行，成為圓柱形，甚至有的成為了球形。到了寒武紀晚期及以后的三葉蟲，甚至頭鞍與其兩側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)終點常與頭部的后邊緣或兩頰角相交;往后到了奧陶紀以后的類型，則常與頭部的兩旁側緣上相交。

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。另一類復眼比較發(fā)達的三葉蟲，眼睛則由小變大，最后會出現(xiàn)眼柄，眼睛則長在高高聳起的眼柄頂端上。志留紀的許多三葉蟲就屬于這一類。

4、身體周圍長刺的變化:寒武紀和奧陶紀的三葉蟲很少長刺，而志留紀及其以后的類型長刺較為多見，而且刺比以前的也更加復雜。

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也在許多類型的三葉蟲中顯示出來。

 

 

有人說，我工作就是為了賺錢；有人說，我工作就是為了糊口。如果這份工作讓我冒著生命危險甚至填不飽肚子，我干嘛還要去做？就因為這樣，好多人選擇了轉行。能堅持下來的，也認為自己為此付出了很多辛勞。

 

我為我曾經(jīng)能夠在大學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，大學只是一塊工作大門的敲門磚。但在我看來，它讓我收獲了不僅僅有稀缺的地質(zhì)知識，還收獲了很多有毅力、有勇氣、有堅持、有夢想的老師和同學。是他們散落在祖國的各個角落，做著相似而又重復的工作，才會讓地質(zhì)行業(yè)像文化藝術一樣一代一代傳承下去。

 

哪個專業(yè)，哪個行業(yè)，都有自己的苦和累，也都有難以突破的出口，但是“三個臭皮匠賽過諸葛亮”這句話永遠都不是空穴來風。每個人的一生都處在不斷學習不斷努力的進程中，而不是僅僅依靠一紙文憑定終生。

 

誰都沒有權利拿自己的標準去衡量別人的生活，而我，僅僅希望通過自己的綿薄之力，讓更多的人愛上地質(zhì)，讓專業(yè)學科不要走向邊緣化。