书城自然科学探究式科普丛书-变成石头的动植物:化石
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第5章 丰富多彩——典型动物化石(2)

在与西峡相邻的内乡县宝天曼国家级自然保护区,不仅发现了一些恐龙蛋,而且还有恐龙骨骼化石。随着对恐龙灭绝之谜的深入研究,西峡必定会成为世界恐龙研究的热点地区。

西峡盆地的恐龙蛋化石群有以下几个特点:

1.分布面积大。

在西峡县丹水镇、阳城县赤眉乡的大约十平方千米的范围内,都可以找到恐龙活动的踪迹化石。

2.埋藏集中。

从局部的发掘剖面上观察可见共有3个化石层,化石分布多呈窝状,排列有序,每窝十几枚到三十枚都有。

3.数量丰富。

近年来,已经发现的恐龙蛋化石多达几千枚。据推测,全部埋藏量可达数万枚,数量之丰富在世界上也较少见;最小的形如鸡蛋,直径为4厘米~6厘米;较大的形如饭碗,直径为40厘米~50厘米,多为扁圆状;也有一些化石形如橄榄,直径为50厘米。

4.原始状态好。

这是由于这些恐龙蛋化石基本上没有受到后期扰乱和破坏。只有少量蛋壳受到岩层挤压表面略有凹陷,大多数较为完好,这是非常罕见的。

第二节数典祭祖——现代生物祖先

1.水中记忆——鱼化石

鱼是常见的水生动物,是最古老的脊椎动物,和人们的生活密切相关。鱼化石是一种动物化石。鱼形成化石,通常要经过以下三个阶段:

(1)鱼死后尸体便会沉入水底,被沉积的泥沙掩盖。由于鱼在水底,终年与空气隔绝,再加上泥沙的覆盖,鱼的尸体不会腐烂。

(2)鱼长期与空气隔绝,再加上受到高温高压的作用,尸体上所掩盖的泥沙越来越多,压力越来越大。又过了许多年,鱼尸体上、下两面的泥沙也就变成了坚硬的沉积岩,夹在这些沉积岩中的鱼的尸体因此变成了像石头一样的东西,这样就形成了鱼化石。

2.空中信使——始祖鸟化石

鸟类是最常见的动物。无论是幽静的乡村,还是在喧嚣的都市,总能看见鸟儿在空中翱翔的身影。那么这千百种鸟儿是怎样进化而来的呢?它们是否有着共同的祖先?正是因为有了始祖鸟化石,人类才对鸟类的历史有了更深的了解。

始祖鸟化石很稀少,到目前一共有7枚保存骨骼、羽毛印痕的化石标本和1枚单根羽毛化石标本被发现。由于始祖鸟不仅具有明显的爬行动物特征,而且还长有精美的羽毛,因此在一百四十多年以来一直有不少生物学家将其视为恐龙与鸟类之间的“中间环节”,但大部分人认为它是世界上最古老的鸟,或鸟类的始祖。

始祖鸟化石在地理分布上非常有限,数量较少,因此国际上长期以来一直围绕“鸟类起源”这一问题争论不休,还提出了多种多样的假说。一直到20世纪90年代,大量长羽毛的恐龙和原始鸟类化石在中国辽西晚中生代地层中被发现。这一发现成为“鸟类起源于小型兽脚类恐龙”这一学术观点的有力证据,使得在一百四十多年前提出的“假说”成为当今国际科学界上的主流学说和理论,对于长期困扰国际科学界的“鸟类起源”问题起到了冲击作用。然而可惜的是,中国很长一段时间内未发现与德国始祖鸟十分相似或与德国始祖鸟进化水平相当的原始鸟类化石。正是由于这一缺憾,使得人类难以对鸟类定义问题进行更深层次的研究与探讨。2002年,有两种初鸟类化石,也就是中华神州鸟和东方吉祥鸟,于中国辽西早白垩世断层中发现。通过比较解剖学研究和支序分析,这两种初鸟类要比始祖鸟稍微进步一些。这一发现虽然在研究鸟类的早期演化方面具有重要意义,但仍然难以对“鸟类起源”问题作进一步研究。

华美金凤鸟(新属,新种),一件采自中国河北省丰宁县龙凤山桥头组的初鸟类化石,其中也有与其共生的鱼类化石、鸟类化石、昆虫化石以及少量植物化石。支序分析表明,华美金凤鸟处于初鸟类谱系树的基部,与始祖鸟相比,时间要稍微早一些,二者的关系是姊妹群。此外,奔龙等兽脚类恐龙是他们的外类群。而金凤鸟、始祖鸟是中华神州鸟等原始鸟类的外类群。这一发现足以证明华美金凤鸟是恐龙向鸟类演化的中间过程,是全球目前为止所发现的最原始的初鸟类。

3.杯弓“蛇”影——蛇化石

蛇是一种让人们感到恐惧的动物。在《圣经》中,蛇是引诱亚当、夏娃的魔鬼。在现实生活中,蛇广泛分布于世界各地。在中国的成语中有“杯弓蛇影”、“蛇鼠一窝”、“笔走龙蛇”等词。可见,蛇和人类关系密切。那么蛇类是什么动物进化而来的呢?

2006年2月20日,澳大利亚科学家通过对三千万年前的巨蛇骨化石的研究发现,这种蛇是由蜥蜴演变而来的。这一重大发现,对爬行类动物研究有着极为重要的意义。

爬行类动物最早的祖先有可能是蜥蜴。然而作为蜥蜴的子孙后代的蛇家族,却以蜥蜴为主要食物。

另外,科研工作者在澳大利布里斯班亚艾萨山周围也发现了保存完整的蛇骨化石,其长度约为18英尺。对此,着名的《自然》杂志也对它的特征做了较为详细的描述。

科学家经过研究,称其为“天蛇”。这一名词来源于澳大利亚土着,在一些古代神话传说中土着人将发生的洪水等各种自然灾害认为是“天蛇”在作怪。

由于蛇骨较大、易碎,难以完整地保存下来,所以在过去很长的一段时间内,科学家们一直为蛇的起源问题而困扰,杰克·盖隆是澳大利亚昆士兰州大学的古生物学家,他认为这一完好蛇骨的发现可以为科学家研究蛇由蜥蜴进化而来,及其进化发展过程,提供有力的依据。事实上,蛇家族早在冈瓦纳大陆时期的古地中海(现为各自独立的澳洲、南极洲、非洲以及南美洲)就存在,到今天已经有数千万年了。

不仅如此,盖隆他们曾经还发现了受到严重破坏而变形的巨大的蛇骨化石。据估算,这一蛇骨出现时间可能要比“天蛇”早。据科学家介绍,蛇在远古时期,有着相对坚固但不灵活的咽喉,这与现代蛇(其咽喉部结构较为松散,并且能够张大嘴吞下比它们身体大几倍的动物)是不同的。

当盖隆有了这一重大发现之后,美国古生物学家彼得·罗伯芮对此表示非常赞同,认为其发现意义重大,可以更好地联结当今已知的蜥蜴和很久以前灭绝的一类蛇家族。此化石的发现还可以帮助人们进一步了解现代蛇的演变发展史,这是由于其骨骼结构与蜥蜴有许多相似的地方。

科学家从这类蛇的骨骼结构上可以看出它们是如何从蜥蜴进化而来的。

此外,科学家们还在一片陆地沉积物中找到了如此珍稀的蛇化石,而这片地区与动物曾经居住的陆地非常接近。为此,有一位巴西的爬行动物学家曾介绍说,该物种蛇是第一类带有骶骨的蛇类,与现在相距大约九千万年。这种化石的出现,使得早期蛇类进化信息不再空白,对于研究蛇类的进化及演变有着极其重大的意义。而且在今天,它已经成为推翻“蛇类起源海洋生物”这一假说的有力证据。

4.马之先驱——始祖马化石

马曾经是人类主要的农耕牲畜之一,也是人类最重要的坐骑。马是和人类最亲密的动物之一。那么在草原上驰骋的马儿是如何进化而来的呢?

始祖马,是古代哺乳动物的一属。

其化石多发现于北美洲及欧洲,其年代大约为始新世,是公认的马的祖先。始祖马的身体灵活度高,可在草丛和灌木中穿行。体高大约为30厘米,脊背能弯能曲,前足长有四趾,后足却只有三趾,主要食物是幼嫩树叶。不过也有人认为始祖马并不是马的祖先。

“始祖马”的外形与马有着很大的差别,最初为其命名时就把它划分为蹄兔类。始祖马极有可能是一种绝种的蹄兔。其化石分布广泛,常见于新生代地层的相近层位。虽然它们的出现和消失与进化的顺序并不相符,但可以说明它们只是曾经在较短时间内广泛存在的不同动物,二者并没先后的过渡关系。

由于始祖马的化石多发现于美洲,若进化之说是真的话,美洲的现代马就应该是最多的。然而奇怪的是,美洲根本没有现代马,对此进化论者无法做出合理解释。

5.万物灵长——人类始祖化石

人类是万物灵长,是最具智慧的生物。但是在科技如此发达的今天,人类对于自身仍有许多不解之谜,人类的起源就是其中之一。

20世纪末,在中国境内先后发现了许多头盖骨化石,其中以着名的蓝田人化石最为典型。这一早期人类,是距离今天大约为170万年的元谋人。

1965年5月,中国地质科学院在云南省元谋县上那蚌村附近发现了旧石器时代早期的人类化石。这些人类是迄今为止所知道的中国境内最早的直立人。

此地位于元谋盆地边缘,盆地内出露一套厚达695米的河湖相沉积。

从下到上可分为4段,共有28层。在第4段第22层中发现了元谋人牙齿。后来,又在同样的地点、同样的层位中,出土了少量石制品,大量的炭屑和哺乳动物化石。据推算,元谋人的地质时代为中更新世到晚更新世时期。

在发现元谋人化石时,还出土了同体的左、右上内侧门齿各一枚。无论从其形态,还是从其特征来说,都与北京人的门齿极为相似,只是稍有差别。学术界对于元谋人化石的地质时代和绝对年代,看法不同。有人认为属早更新世晚期,如果据古地磁测定的年代(见考古年代学),应在距今170万年左右;也有人认为,在中更新世,这是由于古地磁年代不应该超过73万年,换而言之,就是可能距今60万~50万年或者更晚。

1973年冬天,在发掘元谋人地点时,同时发现了3件人工打制的刮削器,原料是石英岩。

除了元谋人,蓝田人也是早期人类,生活在旧石器时代,属直立人。

目前的发现地有两处:陕西蓝田县的公王岭和陈家窝两地。

公王岭蓝田人距今大约80万~75万年,陈家窝蓝田人距今大约为53万年。在公王岭发现的蓝田人化石有头盖骨、鼻骨、右上颌骨和三颗臼齿,同出于一个成年人,据估计可能是一名女性。

其头盖骨较低平,额部倾斜显着,眉脊骨较为粗壮,骨壁较厚;脑容量相对要小,据推算为780毫升(现代人脑容量为1400毫升左右);吻部向前突出,其形态特征较为原始。除此之外,在与蓝田人化石同一个层位中还发现了大尖状器、砍砸器、刮削器和石球等石器。加工方法是较为原始的锤击法,石片大多没有经过第二步加工就开始使用了。与其共生的还有41种动物群,例如大熊猫、东方剑齿象、毛冠鹿等,具有明显的南方动物群色彩。而于陈家窝出土的蓝田人化石则长有下颌骨,是一个年老的女性。

据科学家研究,人类是由猿进化而来的,亚洲、非洲和欧洲为人类发祥地。那么,哪里才是人类文明的最初发祥地呢?为此,科学家做了更深入的研究。

许多人类远祖化石先后于20世纪被人类发现,大部分都来自非洲。由此,非洲就成了人类祖先最初的发源地。100年后,随着发现的化石越来越多。直到2002年,一个科学家竟然在60度高温之下,只身来到非洲草原地区,终于发现了一个年代约为160万~400万年之间的16岁男孩的头盖骨化石。这一重大发现公布以后,世人无不为之震惊。由此,关于人类起源之争也基本上尘埃落定。

后来,科学家以众多的头盖古化石为依据做出推测:距今600万~800万年前非洲便开始出现猿人,是由非洲三种猿其中的一种演化而来的。这种猿由于发生了基因突变,进化成了人类。

最初这种猿只能够简单地站立行走,随着他们更好地适应生活环境,几百万年之后,此种猿进化成为猿人。而那时的地球正处在长达90万年的冰河时期,非洲原本气候温暖,在这一时期气候也随之转冷。由于草木枯竭、食物匮乏,大部分非洲猿人不得不远走他乡。几百年之后,他们沿着亚洲和欧洲的河流迁徙到了温暖的地方,于是便形成了无比灿烂的人类文明。今天的非洲大草原,也是在冰河时期形成的。

随着科技的发展,高新技术越来越发达,通过DNA分析验证,人类祖先确实来自非洲。