白琳

瓶狀化石：前寒武紀(jì)海洋中一類難以捉摸的“小家伙”

白琳

浩瀚的海洋是生命的母巢，它不斷蘊(yùn)育著各種物種：靜謐的植物、活潑的動(dòng)物、無(wú)所不在的微生物，以及很多我們無(wú)法想象的生物，它們都是海洋的孩子。提及很久很久以前遠(yuǎn)古時(shí)代的海洋，人們耳熟能詳?shù)拇蠖际庆挪实纳汉?、?yōu)雅的海百合亦或是丑陋但可愛(ài)的三葉蟲(chóng)，它們繁多的種類、大量且完整的埋藏，都為后人探索遠(yuǎn)古海洋生命的奧秘做出了巨大的貢獻(xiàn)。本文的主人公也是海洋的一份子，但它生來(lái)便體型微小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如果不是一次意外的挖掘，也許到現(xiàn)在這些可憐的小家伙依然長(zhǎng)埋地下，不為人知。這就是本文的主人公：瓶狀化石。

1984年的秋天，西北大學(xué)的張錄易研究員在陜西省最西南角的寧強(qiáng)縣發(fā)現(xiàn)了震驚中外的“高家山生物群”。秋天是收獲的季節(jié)，就在這5.5億年前的地層中，伴隨著生物群其他化石的面世，一個(gè)不起眼的“小家伙”引起了科學(xué)家的關(guān)注，它沒(méi)有四肢只有軀體，沒(méi)有五官只有淺紋，體型小的只有不足一個(gè)毫米，或被立體地鑲嵌著，或被平面地壓實(shí)著，三三兩兩地散落在泥巖之中。然而這并不是瓶狀化石的第一聲啼哭。其實(shí)最早的瓶狀化石發(fā)現(xiàn)于1933年的瑞典，那時(shí)還不叫瓶狀化石。因?yàn)轶w型太過(guò)微小，形態(tài)特征也太過(guò)簡(jiǎn)單，無(wú)論是大的小的高的矮的胖的瘦的，它們一個(gè)個(gè)就像各種各樣的花瓶，一致地?fù)碛衅可砗推款i。沒(méi)有人知道它們究竟隸屬于哪一類生物，因此對(duì)它的研究也就隨之?dāng)R置了。直到1980年，兩位偉大的古生物學(xué)家K noll和Vidal“舊事重提”，把在瑞典發(fā)現(xiàn)的但卻一直被忽視的“小家伙”連同美國(guó)、巴西、沙特阿拉伯、以及斯匹次貝爾根島等地的同類化石匯集起來(lái)，賦予它們一個(gè)統(tǒng)一的名字——“瓶狀化石”。時(shí)至今日，丹麥、俄羅斯和塔斯馬尼亞島等地也都陸續(xù)出土了有各式各樣的“小家伙”，這意味著瓶狀化石已經(jīng)逐漸成為古生物學(xué)界一個(gè)全新的研究領(lǐng)域。

1986年，古生物學(xué)家段承華首次將“瓶狀化石”這個(gè)名稱引入中國(guó)，雖然他當(dāng)時(shí)所指的寒武紀(jì)的瓶裝化石，最后被證實(shí)是開(kāi)腔骨類的殘片，但名稱的引入仍不失為我國(guó)瓶狀化石研究歷程中一塊重量級(jí)的里程碑。除了高家山生物群中的瓶狀化石，在我國(guó)遼寧鞍山、安徽壽縣淮南群劉老碑組、湖北峽東陡山沱組王豐崗剖面、湖北鐘祥大峪口—王集磷礦區(qū)、甘肅文縣臨江地區(qū)陡山沱組、江蘇銅山地區(qū)淮北群趙圩組、甘肅文縣臨江地區(qū)燈影組、川西甘洛麥地坪組、南江長(zhǎng)灘河燈影組磨坊巖段、陜西寧強(qiáng)寬川鋪袁家坪化石群、湖北房縣西蒿坪組、四川南江燈影組磨坊巖段和陜西西鄉(xiāng)梅樹(shù)村階等地也都發(fā)現(xiàn)了這些“小家伙”。

幾丁蟲(chóng)

現(xiàn)代花瓶

有孔蟲(chóng)

現(xiàn)代阿米巴蟲(chóng)

雖然各地發(fā)現(xiàn)的瓶狀化石都有統(tǒng)一的稱謂，但相互之間卻仍存在著一定的差異。比如古生物學(xué)家張忠英（1994）認(rèn)為，湖北峽東王豐剖面震旦系陡山沱組的瓶狀化石是一種“沉積構(gòu)造”，然而另一位古生物學(xué)家曹芳（2000）則認(rèn)為張忠英所謂的“沉積構(gòu)造”是因?yàn)榛臍んw與其內(nèi)部充填物成分不同，其橫切面或旋切面顯示出深淺不一的色調(diào)而造成的。再比如錢(qián)逸（1999）認(rèn)為湖北房縣西蒿坪燈影組頂部西蒿坪段和陜西西鄉(xiāng)的“瓶狀微化石“應(yīng)該屬于后生動(dòng)物，只是開(kāi)腔骨一類的散架骨片罷了。然而該觀點(diǎn)隨后又被曹芳（2000）推翻。它們時(shí)而被證實(shí)、時(shí)而被證偽，盡管如此，古生物學(xué)家的研究熱情卻從未被湮滅。

科學(xué)家一直在致力于查明瓶狀化石的親緣關(guān)系，最早認(rèn)為它們是最古老的幾丁蟲(chóng)：一類親緣關(guān)系不明、分類位置不定的海生微體古生物化石。兩者外形相似，主要都是由似瓶身的殼體和似瓶頸的殼頸所組成，且殼壁分層。兩者唯一不同的就是幾丁蟲(chóng)的大小在50～2000微米，而瓶狀化石的大小只有幾十至幾百微米，這樣看來(lái)，瓶狀化石與幾丁蟲(chóng)貌似是有一定淵源。二十一世紀(jì)初，美國(guó)古生物學(xué)家Porter又認(rèn)為美國(guó)大峽谷的瓶狀化石與一些現(xiàn)生具殼阿米巴蟲(chóng)非常相似，但是如此“以貌取人”就想明確瓶狀化石的親緣關(guān)系，真的可以站的住腳嗎？除了外形，可以研究的，還有它的“內(nèi)涵”。

瓶狀化石的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，呈開(kāi)放式的瓶口永遠(yuǎn)讓人們想不透它究竟是一個(gè)密閉的空間還是像蝸牛一樣，在硬朗的囊殼之內(nèi)還賦存著柔軟的身體。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多的科學(xué)家對(duì)瓶狀化石的原生物質(zhì)成分做了更加詳細(xì)的研究。目前國(guó)內(nèi)外已知瓶狀化石囊殼的物質(zhì)組成基本分為兩大類:有機(jī)質(zhì)的和礦化的。其中，我國(guó)產(chǎn)出的瓶狀化石囊殼的物質(zhì)組成有磷質(zhì)成分、方解石+散石、有機(jī)碳和棕褐色有機(jī)組分四種。但它們多為次生產(chǎn)物。也就是說(shuō)，瓶狀化石原生殼質(zhì)是有機(jī)質(zhì)的，而現(xiàn)在看到的礦化殼壁是成巖作用過(guò)程中次生交代的產(chǎn)物。2008年又有學(xué)者對(duì)甕安生物群中的瓶狀微化石進(jìn)行了研究，初步確定了那里的瓶狀化石硬體殼壁是由生物自身分泌而成，埋葬后經(jīng)磷酸鹽化作用和硅化作用，原有成分被置換。因此目前只能把這些小家伙解釋為一類原生生物，但究竟它們是動(dòng)物還是植物，目前誰(shuí)也無(wú)法斷言。

觀察了“外表”，剖析了“內(nèi)涵”，對(duì)于這個(gè)“小家伙”的研究仍舊舉步維艱，于是生活方式就成為古生物學(xué)家研究瓶狀化石新的突破口。瓶狀化石是生活在海洋環(huán)境中的，它的埋藏分布沒(méi)有規(guī)律，時(shí)而豐富，時(shí)而稀少。仿佛現(xiàn)代的放射蟲(chóng)和有孔蟲(chóng)，成群生活，浮游不定。然而真相如何，還有待進(jìn)一步考證。

1933年至今，瓶狀化石的研究學(xué)者一直孜孜不倦地探索著。然而從目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看，關(guān)于瓶狀化石的太多疑問(wèn)仍然無(wú)法證實(shí)，“小家伙”就這樣披著神秘的面紗向我們頻頻招手，卻始終不愿再多給我們一丁點(diǎn)兒的提示，令人難以捉摸。關(guān)于瓶狀化石的研究在繼續(xù)著，會(huì)有一輩又一輩的古生物學(xué)者為之傾心，為之側(cè)目。相信隨著科技的發(fā)展，研究的深入，終有一天，這些“小家伙”會(huì)向我們展露出真實(shí)的面容。

西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系■