距今1.69億年！重慶發(fā)現(xiàn)亞洲最古老劍龍化石

來源：BBC

撰文：Richard Fisher

翻譯：任天

三葉蟲是一種外形類似潮蟲的生物，長著球狀的眼睛、細(xì)長的腿和類似鱟一樣的頭部。它們最早出現(xiàn)于寒武紀(jì)，最晚在2.5億年前的二疊紀(jì)結(jié)束時(shí)滅絕。如果它們現(xiàn)在還活著的話，或許會嚇到不少人。在世界各地，人們都發(fā)現(xiàn)過三葉蟲的化石。

許多人從小就對三葉蟲這樣的化石生物著迷，他們會收集菊石、古魚類甚至恐龍的骨骼，以及其他各種遠(yuǎn)古生物的化石。這些化石迷人的地方在于，它們能將人們的思想帶離當(dāng)下：每一塊化石都是一扇通往遙遠(yuǎn)時(shí)空的窗戶；它們所存在的時(shí)間和地點(diǎn)，都早已成為歷史?？粗@些古老的生物，我們會試圖想象它們?nèi)绾紊?、運(yùn)動，它們會有什么樣的行為。在遙遠(yuǎn)的未來，古生物學(xué)家又會如何看待21世紀(jì)的生物所形成的化石：藍(lán)鯨、大象、灰熊……甚至今天的人類。

這就引出了一個(gè)有趣的問題：我們自己最終會不會像三葉蟲那樣，被保存下來并被礦化，成為名副其實(shí)的化石？

那么，如果有人打算變成化石，他應(yīng)該如何增加成功的幾率呢？他應(yīng)該去哪些地方？他身體的哪一部分能保存最久，是骨頭、皮膚、肌肉，還是腳趾甲？有沒有辦法加速或人為調(diào)整成為化石的過程？

雅各布·溫瑟爾是英國布里斯托爾大學(xué)的古生物學(xué)教授，主要從事宏觀演化的研究。他的研究涉及許多高度精細(xì)且十分罕見的標(biāo)本，比如有羽毛的恐龍，以及它們所留下的色素。

事實(shí)上，溫瑟爾已經(jīng)思考了很多關(guān)于如何讓自己變成化石的問題，在他看來，這是一個(gè)嚴(yán)肅的問題，很值得探索，而不僅僅是滿足病態(tài)的好奇心。更深入地思考我們的身體如何變成化石，可以幫助人們了解在這一過程中會失去什么。

如果我們能把自己變得看起來像化石一樣，那這也許可以成為一種方法，讓我們更好地對另一種生物進(jìn)行逆向工程，使其成為曾經(jīng)存在過的有血有肉的生物。畢竟，化石本身并不能提供完整的生物學(xué)圖景。許多恐龍的復(fù)原圖看起來非常怪異，因?yàn)樗鼈兪恰笆湛s包裝”的。我們只有一些骨架，然后在骨架外面加上一點(diǎn)肉，因此，對古生物的復(fù)原包括了對外表和行為的大膽猜測。

化石并不能提供完整的生物學(xué)圖景，例如，對于三葉蟲的行為，我們必須進(jìn)行許多推測。

不過，現(xiàn)在的任何一個(gè)人都不太可能幸運(yùn)地成為能夠被后代發(fā)現(xiàn)的化石，這需要使用非同尋常的方法。如果我們被完整地埋在典型的土壤中，我們的骨頭可以保存大概一百年的時(shí)間。如果想要讓骨骼保存更長的時(shí)間，通常就需要更好的條件。

事實(shí)上，大多數(shù)曾經(jīng)存在過的物種都沒有被保存在化石記錄中——這里說的是物種，而非簡單的有機(jī)體。這意味著地球上曾經(jīng)有一些完整的動物種群沒有留下任何痕跡?；癁槲覀兲峁┝艘环N非同尋常的視角，但與此同時(shí)，這對于過去的物種多樣性而言，也是一個(gè)非常不完整的視角。

最后，即使我們有幸成為化石，也不太可能會被未來的人類發(fā)現(xiàn)。若想在成為化石后“重見天日”，不僅僅需要有拿著石頭錘、對化石感興趣的智慧生命，還需要考慮天時(shí)和地利的因素。數(shù)以萬億計(jì)的化石仍深埋在地下，只有當(dāng)包含它們的巖石上升并暴露出來時(shí)，才會被人們發(fā)現(xiàn)。更關(guān)鍵的是，在被發(fā)現(xiàn)之前，還需要確?；粫缓Ｑ?、天氣或其他自然因素侵蝕破壞。

但無論如何，成為化石并不是完全不可能的。那么，需要怎么做，才能最大限度地提高成為化石的幾率呢？

冰人奧茨被保存在阿爾卑斯山脈的冰川中，但如果沒有被發(fā)現(xiàn)，它可能不會完整地變成化石。

地點(diǎn)，地點(diǎn)，還是地點(diǎn)

實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的選擇之一，是所謂的“亞化石”（subfossil）路線。在地球上的幾個(gè)地方，生物遺骸有望得到更長期的保存機(jī)會——至少長期到足以引起未來考古學(xué)家的興趣。

首先，我們可以找個(gè)寒冷且氣候穩(wěn)定的地方把自己冷凍起來。畢竟，阿爾卑斯山脈冰川中曾發(fā)現(xiàn)過史前人類，比如生活在5000多年前的“冰人奧茨”。或者，我們可以躺在一個(gè)沙漠洞穴里，將自己的身體與食腐動物隔離起來。在秘魯干燥的洞穴中，考古學(xué)家就曾發(fā)現(xiàn)一萬年前的古代遺骸。此外，泥炭沼澤也很適合人體的長期保存。

偶爾會有報(bào)道稱，人們在幾千年前的泥炭沼澤中發(fā)現(xiàn)一具“沼澤木乃伊”——有時(shí)是祭祀儀式的不幸受害者，比如20世紀(jì)80年代在英格蘭西北部發(fā)現(xiàn)的林道人（Lindow man）：他與古羅馬人生活在同一時(shí)期，由于泥炭蘚和酸性泥炭沼澤獨(dú)特的化學(xué)環(huán)境，他的軟組織得以保存下來。強(qiáng)酸性水質(zhì)、低溫和缺氧的特殊環(huán)境，使沼澤木乃伊的表皮黑化，皮膚與內(nèi)臟?？梢酝旰玫乇４嫦聛恚趋劳ǔo法留存。

但“亞化石”的路線也有缺點(diǎn)。盡管這些方法有機(jī)會讓我們進(jìn)入未來的博物館，或者在實(shí)驗(yàn)室里接受考古學(xué)家的研究，但從保存時(shí)間上，無論是“冰人”還是“沼澤木乃伊”，都遠(yuǎn)不如嵌入巖石的礦化化石那么長久。沒有能持續(xù)存在億萬年的冰：如果有的話，我們或許就能找到冰凍的恐龍，提取它們的DNA。與此同時(shí)，干燥的洞穴遺骸更像是梅干而不是化石，因?yàn)樗鼈儚奈传@得足夠的濕度來實(shí)現(xiàn)礦化。酸性泥炭沼澤的保存作用可以持續(xù)數(shù)千年，但沼澤本身很可能最終被侵蝕掉，除非它以某種方式被埋在厚厚的沉積物之下。

那么，有沒有其他的可能性呢？美國著名的拉布雷亞瀝青坑怎么樣？數(shù)世紀(jì)以來，人們從這些坑里發(fā)現(xiàn)了各種史前巨型動物的遺骸。由于瀝青坑上常常有樹葉、灰塵或水等遮蔽物，動物很容易失足掉進(jìn)坑里。瀝青坑也許可以讓人體成為化石，但人體的軟組織不會被保存下來。在瀝青坑充滿生命力的環(huán)境中，人的骨頭可能會和其他物體攪合在一起并四散分離。

垃圾填埋場怎么樣？垃圾填埋場不太好，因?yàn)樗且粋€(gè)高地。一般來說，如果想變成化石，你的位置需要在地下水位以下。這是經(jīng)驗(yàn)法則。地下水位之上的一切最終都會被侵蝕。

如果我們真的想在數(shù)百萬年的時(shí)間里變成化石，就需要考慮不同的地點(diǎn)。更確切地說，我們需要埋在那些有足夠濕度，并可以避免被動物吃掉的地方。同樣關(guān)鍵的一點(diǎn)是，這些地方需要很快就進(jìn)入缺氧狀態(tài)。在缺氧的情況下，宏觀的生物體就不會很容易地找到你，有些厭氧細(xì)菌仍然可以消化你，但效率較低。這些細(xì)菌產(chǎn)生的廢物甚至可能有助于你體內(nèi)某些組織的保存。

那么，什么樣的地方可以提供這樣的條件？真正古老的化石都被保存在窗口中，人類通常不會在窗口中結(jié)束生命，除非真的很不幸?；ǔＪ窃诤恿?、湖泊和海洋中形成的，因此你只有在很偶然的情況下才會出現(xiàn)在那里：以溺水的方式。

遺憾的是，事情并沒有溺水那么簡單。絕大多數(shù)掉進(jìn)河里的生物并不會變成化石，由于水流和食腐動物的存在，幾乎沒有什么有機(jī)體能在水中長時(shí)間保持完整。海岸線附近的海洋也是如此。低循環(huán)的湖泊或許可行——在中國發(fā)現(xiàn)的許多保存完好的有羽毛恐龍都是這樣被埋藏起來的——但仍需要特定的條件。在這些罕見的化石中，有許多都是被附近火山噴發(fā)的火山灰包裹起來，最終才得以保存到現(xiàn)在。

通常情況下，你需要被沖到海里，在更深處被埋藏起來，遠(yuǎn)離陸地的海底是一個(gè)更讓人“放心”的埋藏地點(diǎn)，可以避免受到海浪和動物的攪動，但又不至于深到?jīng)]有足夠的沉積物來迅速將你掩埋。事實(shí)上，可能已經(jīng)有人開始以這種方式變成化石了，畢竟人類已經(jīng)航行了很多次，也發(fā)生過很多海難。

在這樣的海洋環(huán)境中，成為“黃金”化石的可能性也很小。如果被埋在富含鐵的海底泥漿中，并且海水中含有足夠的硫酸鹽——以及硫酸鹽還原細(xì)菌——那么人體就會轉(zhuǎn)化成黃鐵礦。你的軟組織會被或多或少地替換掉，在三個(gè)維度上都是如此。必須承認(rèn)，成為一個(gè)閃閃發(fā)光的標(biāo)本聽起來很吸引人——盡管那將是“愚人金”，而不是真正的黃金。

哪些部分更容易成為化石？

第二類問題與我們的身體部位有關(guān)：人體的哪一部分最容易成為化石？從史前古人類的化石來看，牙齒和骨骼顯然是最好的候選答案。但也有一些軟的部分可能會變成化石。皮膚和頭發(fā)中含有的黑色素越多就越有利，因?yàn)檫@種色素的印記可以保存數(shù)百萬年。與皮膚、指甲和軟組織中的角蛋白不同，黑色素不易分解。這也是古生物學(xué)家往往能找到深色的恐龍羽毛，而找不到其淺色羽毛的原因。因此，皮膚和頭發(fā)更黑的人更有可能成為未來古生物學(xué)家眼中的完美化石。

然而，人體內(nèi)含有黑色素的器官也有可能出現(xiàn)在化石中，比如肝臟。此外，生殖器也有可能出現(xiàn)在未來的人類化石中，因?yàn)槿梭w這個(gè)部位的膚色比每天暴露在太陽下的部位還要更深一些。

另一個(gè)問題是，肌肉可以保存下來嗎？在適當(dāng)?shù)臈l件下，肌肉組織可以通過釋放磷酸鹽來保存。如果環(huán)境中存在鈣，并且pH值較低，那你就可以獲得磷酸鈣沉淀。如果這個(gè)過程發(fā)生得足夠早，單個(gè)肌肉纖維就可能復(fù)制并保存下來。

在合適的條件下，生物遺骸可以形成由黃鐵礦構(gòu)成的“黃金”化石。

那“一次性”的人體部分呢，比如腳趾甲、耳垢、糞便等？我們身體產(chǎn)生的大部分物質(zhì)都降解得很快，即使是埋在地下。例如，糞便化石確實(shí)存在——我們要感謝著名的古生物學(xué)家瑪麗·安寧，她在19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)了一些最早的糞化石標(biāo)本——但這樣的化石太過罕見。在我們的一次性身體產(chǎn)物中，很可能最多只有腳趾甲中的磷酸鈣會留下來變成化石。如果你參加黑光派對，你會看到你的指甲，它們看起來似乎有幽靈般的熒光，這是因?yàn)槲覀冎讣字泻辛姿徕}。磷酸鈣可能會變成化石，并留下指甲所在位置的模糊印記，然而，大部分的指甲——由角蛋白構(gòu)成——都會消失。

因此，我們所能期望的最好結(jié)果可能就是將骨骼和牙齒，也許還有肝臟，變成化石。如果足夠幸運(yùn)的話，我們的腳趾甲和私處也可能留下幽靈般的印記。對遙遠(yuǎn)未來的人類而言，這些都將是寶貴的遺產(chǎn)。

一些來自中國的羽毛恐龍化石之所以如此精細(xì)，是因?yàn)樗鼈儽４嬖诨鹕交以锤浇暮粗小?/p>

能否更快形成化石？

考慮形成化石的概率如此之低，有沒有什么“作弊”的方法呢？比如，是否有某種方法可以人為地誘導(dǎo)化石形成，避開一些討厭的障礙？可能還真有——至少有一種方法確實(shí)可以加速化石形成的早期過程。這是由美國芝加哥大學(xué)的埃文·薩伊塔（溫瑟爾的同事）開發(fā)的一項(xiàng)相對較新的技術(shù)，被稱為“沉積物包裹成熟技術(shù)”。

當(dāng)有機(jī)質(zhì)被埋藏起來后，在它礦化之前，需要經(jīng)歷所謂“熱成熟”的過程。這通常需要很長時(shí)間，但在實(shí)驗(yàn)室中加速這一過程是可能的。這有點(diǎn)像高壓烹飪，這就像如果你用烤箱烤一只火雞，需要三個(gè)小時(shí)，但如果用高壓鍋，則只需要30分鐘。

薩伊塔對一具鳥類尸體進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，由此受到啟發(fā)，開始探索如何加速熱成熟的過程。他和同事們將一只雀鳥包裹在沉積物中，放到水里，創(chuàng)造了一種“假巖石”，想了解這能否模擬早期的化石形成過程。實(shí)驗(yàn)的效果并不是很好，薩伊塔開始考慮對樣品進(jìn)行加熱和加壓。有一天，他與亞利桑那州科學(xué)進(jìn)步基金會的工程師湯姆·凱伊聊到了這一話題，凱伊認(rèn)為，他可以在家里的車庫建造一些裝置，實(shí)現(xiàn)薩伊塔的想法。

幾個(gè)月后，薩伊塔和凱伊做出了他們的奇妙裝置，準(zhǔn)備用蜥蜴、昆蟲、樹脂、羽毛和植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他們的裝置包括改裝過的空氣壓縮機(jī)，以及通常用來制作草藥補(bǔ)充劑的壓藥丸機(jī)。盡管看起來很怪異，但這個(gè)裝置確實(shí)有用。

薩伊塔和凱伊通常在晚上開始壓制一批樣品，到早上才急切地檢查結(jié)果。“我們會為了誰能把它們像圣誕禮物一樣拆開而爭吵，”薩伊塔回憶道，“我們將這些小藥片打開，得到一小塊細(xì)粒沉積物的‘化石’，可以看到羽毛上的深色斑點(diǎn)、棕色的骨骼，以及骨骼周圍軟組織的黑色暈……就像在中國的有羽恐龍身上看到的一樣?！?/p>

熱成熟過程的標(biāo)本，從左到右：一片樹葉；樹脂特寫；甲蟲。

需要明確的是，成熟過程只是化石形成的第一步。稍后發(fā)生的使化石能夠長期保存的礦化和結(jié)晶過程是完全不同的。而且，他們的試驗(yàn)結(jié)果也非常小，只形成了幾厘米寬的樣品。但令人驚訝的是，它們看起來確實(shí)非常像真正的化石。

薩伊塔和凱伊能否制造出一塊人類大小的化石？他們想要獲得更大的化石，而這需要更多的預(yù)算。不過在原理上，答案是肯定的。

經(jīng)過成熟過程的蜥蜴腳標(biāo)本，顯示了褐色的骨骼、有機(jī)斑點(diǎn)和鱗片印跡。

變成琥珀

對于那些想要制造化石的人，還可以考慮另一條捷徑：琥珀法。如果你能找到足夠多的樹液，并且能夠被琥珀覆蓋，這將是保存軟組織和骨骼的最佳方式。但是，對于（像人類）這么大的動物而言，這顯然非常困難。

琥珀本質(zhì)上是一種塑料，一種聚合有機(jī)物質(zhì)，因此，如果你跳進(jìn)一個(gè)裝滿聚氨酯的大桶里，然后有人把這個(gè)大桶埋到海底，或許就可以了，但這么做的結(jié)果，或許會成為早期人類世充斥塑料的病態(tài)象征。

不知道有誰在健康長壽之后，能夠有幸成為一塊完整的化石——就像三葉蟲一樣。這是一件多么不可能的事，但還有什么遺產(chǎn)能比這更加持久呢？