文/卡爾·齊默 譯/靳 萌 編輯/吳冠宇

當魚鰾消失以后（四）熱氣球的奇遇：最早登上陸地的人類祖先

文/卡爾·齊默 譯/靳 萌 編輯/吳冠宇

當他觀察這些頭蓋骨碎片時，他仿佛能想像出這些骨頭所拼成的是一只肉鰭魚的形象。它有長鼻子和其他早期四足動物的特征。他意識到，他發(fā)現(xiàn)了最早的四足動物。于是，他將它命名為魚石螈（Ichthyostega）。這個名字是根據(jù)它扁平的頭骨所取的。

格陵蘭科魯蘇克風(fēng)光。 攝影/劉遠/FOTOE

他們勘察了參差不齊的海岸，并在一座象背形狀的，被他們?nèi)∶麨槿麪査_斯山的峽灣里找到了一些骨骼。這不是安德烈和他的助手們的尸骨，而是幾億年前總鰭魚的骨骼。

上：“佛萊姆”號，現(xiàn)存于挪威奧斯陸的弗雷姆博物館。

古生物學(xué)就是建立在四處搜尋化石的基礎(chǔ)上的。世界上到處有化石，古生物奇怪的身體帶著臨死時的痛苦痙攣被凍結(jié)在化石中，或者由于地殼變動而被撕裂。但是世界太大了，到處是泥土和樹木，這讓我們很難找到很多化石。也許要花一下午的時間穿過荒原，或是要等待幾代的時間，才能發(fā)現(xiàn)一件對以往的發(fā)現(xiàn)有意義的化石。直到20世紀早期，似乎再沒有發(fā)現(xiàn)什么可以解釋脊椎動物是怎樣從海洋登上陸地的化石了。人們發(fā)現(xiàn)了更多的泥盆紀肉鰭魚化石，但是最早的四足動物卻只能追溯到大約6000年前石炭紀晚期?？赡茏畛醯乃淖銊游锏拇_是在泥盆紀出現(xiàn)的，但是在英格蘭和其他地方的大量的泥盆紀化石中，卻沒有找到一件證據(jù)。

后來，一只跨越北冰洋飛行的熱氣球帶來了拯救古生物學(xué)家們的希望。到19世紀90年代，歐洲探險家們還在為發(fā)現(xiàn)北極點而不惜一切代價努力。挪威人弗里德喬夫·南森（Fridtjof Nansen)和他的船員們一起駛?cè)肓说嗡杀那锾斓谋北?，他的船“佛萊姆”號被凍在冰面上，并隨著冰被洋流帶向北極方向。他這樣漂流了兩年半，直到冰停止向北漂移并轉(zhuǎn)而向東面的歐洲漂去。他跳出船，乘雪橇向北極前進，卻發(fā)現(xiàn)他所在的冰塊在向前漂移。在他離真正的北極點只有4度的時候，他卻回頭向弗朗茲·約瑟夫地而去。

“弗萊姆”號向東漂流了幾個月才從冰里解脫出來，于是船員們得以駕著它向南駛向斯卑爾伯茲島，在那里的平地上，他們看到了一個巨大的熱氣球。駕駛它的是一個年輕的瑞典工程師，他名叫薩拉曼·安德烈（Salamon Andrée)。安德烈認為船只會和“弗萊姆”號一樣，永遠無法到達北極，而要飛過去只有用熱氣球。他說服了瑞典國王和艾爾弗雷德·諾布爾出資制造熱氣球。他用船將熱氣球運到斯卑爾伯茲島，在這里將數(shù)噸硫酸和鋅混合以制造氫氣，用氫氣充滿絲制的熱氣球。但是在他準備好起飛之前，大風(fēng)襲擊了斯卑爾伯茲島，于是“弗萊姆”號帶著南森駕雪橇向北極進發(fā)的路線返航，而安德烈只得將熱氣球留在了斯卑爾伯茲島。

下：挪威北極探險家、博物學(xué)家及外交家弗里德喬夫·南森。

上：1895年3月14日，南森準備搭乘雪橇離開“佛萊姆”號，繼續(xù)他的北極探險。

下：1897年，安德烈和他的熱氣球“Eagle”，尼爾斯·斯特林堡拍攝。33年后，人們發(fā)現(xiàn)了他們的遺骸和遺物，其中包括這幅照片的底片。

當安德烈回到瑞典時，他發(fā)現(xiàn)實際上南森并沒有成功。于是他開始計劃另一次飛行。1897年他回到了斯卑爾伯茲島。這次他成功起飛了，但沒多久他發(fā)現(xiàn)自己還是逃脫不了失敗的命運。他和兩名助手飛了幾天，因為北極上空突然的溫度和濕度變化而不停地上下移動，當他到達極地上空的冰面時，熱氣球由于雨雪積得太多變重并下沉，最后落在了冰面上。他們在濃霧中被圍困了一個星期后，安德烈決定帶上食物和折疊船駕雪橇駛過漂流的冰面。當他們拉著雪橇在冰面上艱難行進的時候，他們十分希望能找到弗朗茲·約瑟夫的避難所。然而，他們腳下的冰卻在向與他們所希望的相反方向漂移。經(jīng)過2個月在極地上的艱苦行進，他們來到了北冰洋上的一座名叫懷特島的小山丘。37年后，一艘捕鯨船來到這個島上，發(fā)現(xiàn)了他們破舊的小船和日記。安德烈的遺體仍舊坐在雪中。

但是，1897年時，沒有人知道安德烈究竟去了哪里。以后幾年的夏天，他在瑞典的科學(xué)家朋友們乘船出海尋找他。他們先到了斯卑爾伯茲島周圍，后來又向格陵蘭前進。冰化開后，他們又駕著帆船和蒸汽船沿著它的東緣行駛了8個星期。他們勘察了參差不齊的海岸，并在一座象背形狀的，被他們?nèi)∶麨槿麪査_斯山的峽灣里找到了一些骨骼。這不是安德烈和他的助手們的尸骨，而是幾億年前總鰭魚的骨骼。

雖然在別的地方的泥盆紀巖石中也發(fā)現(xiàn)過這樣的化石，但對于那些研究這個地質(zhì)時代的人來說，這個發(fā)現(xiàn)不啻于在地圖上出現(xiàn)了一個新大陸。其他的泥盆紀巖石大都在長滿樹林和灌木的地下，比如英格蘭和賓夕法尼亞，而格陵蘭的大山則是寸草不生的。不幸的是，這些化石藏在如此遙遠的地方，以至于古生物學(xué)家們只能是出于尋找一位著名的探險家這樣的原因才能在遠在北冰洋的這個角落找到它們。30年后，到20世紀20年代，另一個合適的原因又出現(xiàn)了。那時丹麥和挪威正在爭奪可能蘊藏著石油和礦藏的東格陵蘭地區(qū)。丹麥人帶上了瑞典科學(xué)家。他們找到了更多的肉鰭魚化石，以及一些新的，他們不知道是屬于什么動物的化石。他們只好將這些化石稱為“不明族類的魚狀脊椎動物的骨骼”。

上：四位“安德烈熱氣球探險”參與者，從左到右依次是：威爾漢姆·斯韋登伯格，尼爾斯·斯特林堡，克努特·富蘭克爾以及薩拉曼·安德烈。

下：1930年，斯德哥爾摩。安德烈和他的兩位助手——尼爾斯·斯特林堡及克努特·福蘭克爾的葬禮。

一位卡通畫家在報紙上發(fā)表了一幅漫畫來慶祝這件事，畫的是一只長著狗腿的鱒魚駝著一個穴居人，蛇盤踞在山峰上，而大象則長著翅膀在天上飛。

這些探險活動的危險程度幾乎趕上了安德烈和南森的探險?？茖W(xué)家們駕駛的是木制的有三層橫帆桅的蒸汽船，而不是今天可以使用的水上飛機，他們穿的則是用北極熊皮縫制的衣服。1931年，一位名叫古納爾·賽弗索德伯格（Gunnar S?ve-S?der-bergh）的充滿生氣的22歲地質(zhì)學(xué)家負責這次探險。他每天爬山16個小時，不時把石塊扔進自己的背包里，勾畫一路上的地形地貌。他帶著一本專為探險而備的編號的標簽本，“P”代表魚類，“A”代表兩棲類——這是一個超自信的系統(tǒng)，因為到那時為止還沒有一個人曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過泥盆紀的兩棲類動物。那年夏天，他來到塞爾薩斯山的北坡，在那里發(fā)現(xiàn)了更多的化石。在這座山東坡下面的巖石中，他還發(fā)現(xiàn)了十幾塊片狀的頭骨，它們并不像過去發(fā)現(xiàn)的任何肉鰭魚的頭骨。他樂觀地給它們加以“A”標簽。

上：復(fù)制后的魚石螈頭骨，存于哥本哈根地質(zhì)博物館。

下：晚泥盆紀脊椎動物物種。

當年秋季，他回到斯德哥爾摩后，他仔細地將這些骨頭從沙巖中取出來，用酒精和香脂加以涂抹，使骨縫顯示出來。當他觀察這些頭蓋骨碎片時，他仿佛能想像出這些骨頭所拼成的是一只肉鰭魚的形象。它有長鼻子和其他早期四足動物的特征。他意識到，他發(fā)現(xiàn)了最早的四足動物。于是，他將它命名為魚石螈（Ichthyostega）。這個名字是根據(jù)它扁平的頭骨所取的。這個發(fā)現(xiàn)在丹麥引起了轟動，它不僅震動了正在爭奪格陵蘭島的政客，也引起了公眾的普遍注意。一位卡通畫家在報紙上發(fā)表了一幅漫畫來慶祝這件事，畫的是一只長著狗腿的鱒魚駝著一個穴居人，蛇盤踞在山峰上，而大象則長著翅膀在天上飛。

賽弗索德伯格在此后幾年的夏天里，或徒步，或乘船，或騎馬勘察了這個地區(qū)的其他地方。他找到了更多的化石，大多數(shù)是魚類，偶爾也有魚石螈的一部分。1929年所發(fā)現(xiàn)的形狀奇怪的化石后來被證實是魚石螈的肋骨。它們尺寸很大，像百葉窗骨一樣層層疊疊。他的助手們，特別是其中一位烏普沙拉大學(xué)的名叫艾里克·賈維克（Erik Jarvik）的學(xué)生找到了更多魚石螈的頭骨。其中1934年出土的一塊頭骨保存十分完好，古生物學(xué)家們甚至用一個藍色天鵝絨枕頭墊著它橫渡了大西洋。

在取得這些成功的5年之后，賽弗索德伯格被任命為烏普沙拉大學(xué)教授，但在同一年，他被診斷出患上了肺結(jié)核。他臥病在床期間仍然努力寫出了幾篇有關(guān)他收集的肉鰭魚化石的論文。1948年6月他去世了，年僅40歲。同年夏天，前往格陵蘭的探險隊終于發(fā)現(xiàn)了魚石螈的腿部、肩部和尾部的化石，從而拼出了它身體的大致形狀。

作為我們的祖先，它的外形似乎不那么好看，四肢向外伸，尾巴拖地，眼睛長在頭頂，馬桶蓋似的大嘴能夠張開，合上的時候能將獵物關(guān)在里面，用兩排尖利的牙齒將獵物刺死。

賈維克作為探險隊中肉鰭魚方面的專家，承接了用這些化石重塑這種動物外形的任務(wù)。他可以想像出它的腿的樣子，雖然又粗又短，卻有肘、膝、踝、腕和腳趾等各種部位。這使它具備四足動物的特征。他在它身上找不到鰓存在的跡象，它的脊椎骨很結(jié)實，臀部和肩部很大，頭骨堅硬。但賈維克還是在頭骨上與肉鰭魚頭骨相同的地方找到了骨縫。這里有一個關(guān)節(jié)，在四足動物的外表下我們隱約可以看到它的祖先。另一方面，它的尾巴顯示出魚的特征。四足動物的尾部結(jié)構(gòu)較簡單，是由一串尖細的椎骨構(gòu)成，外面裹著肌肉（我們?nèi)祟惖奈舶蛣t退化成了尾骨）。與之相比輻鰭魚的尾部要精巧得多。每個脊椎動物的身體都有向上和向下分成兩支（棒狀骨），每一支上有較細的骨，稱為橈骨；而在每一分支上還有扇狀的條鰭，它們和骨骼不同，叫做真皮骨。鱗片也是由真皮骨形成的。這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使肉鰭魚能夠上下?lián)u動尾巴，在水中前進或停止。魚石螈的尾部有簡化了的四足動物的特征，但頂端還保留著魚尾多余的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。從某種意義上說，它還是半水生動物。

通過賈維克的工作，在我們祖先從海洋登上陸地的過程中和古生物學(xué)發(fā)展史的兩塊里程碑便得以確立。一塊里程碑是真掌鰭魚，能夠隱約顯示出我們身體特征的肉鰭魚；另一塊則是魚石螈，一種原始的四足動物。作為我們的祖先，它的外形似乎不那么好看，四肢向外伸，尾巴拖地，眼睛長在頭頂，馬桶蓋似的大嘴能夠張開，合上的時候能將獵物關(guān)在里面，用兩排尖利的牙齒將獵物刺死。但它確實是我們?nèi)祟惖淖嫦取?/p>