文/卡爾·齊默 譯/靳 萌 編輯/吳冠宇
鯨的方程式(一):一顆牙齒重建的進(jìn)化
文/卡爾·齊默 譯/靳 萌 編輯/吳冠宇
近1100萬(wàn)年的古代巨鯨的骨骼。攝影/Daniel Reinhardt/東方IC
如果他們找到了一顆裂開(kāi)的、風(fēng)化的牙齒,憑著這塊僅有的來(lái)自數(shù)百萬(wàn)年前的哺乳動(dòng)物的一部分,他們就能宣布那是一只虎,一只懶猴,一只有袋動(dòng)物,還是一個(gè)原始人類。從一開(kāi)始,鯨的牙齒就已經(jīng)在幫助古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們真實(shí)的歷史。
生物是其進(jìn)化歷史的產(chǎn)物,在它們互有關(guān)聯(lián)的歷史上由于受到胚胎成長(zhǎng)方式的約束,它們之間可能保持著一定的一致。有些化石中的生物似乎與現(xiàn)存的生物沒(méi)有任何關(guān)聯(lián),而另一些則看似是其他許多生物的隨機(jī)組合。但是,直到今天,牙齒在區(qū)分動(dòng)物種類的方面依然保持著十分突出的地位,至少在哺乳動(dòng)物領(lǐng)域里是這樣的。當(dāng)我們出生時(shí),骨骼還沒(méi)有成型,軟骨不得不成長(zhǎng)和整合,并在我們成長(zhǎng)的過(guò)程中變得結(jié)實(shí),但是牙齒是一個(gè)例外。當(dāng)齒尖、牙縫和牙根在一個(gè)嬰兒的顎中成型時(shí),他們的表面特征就會(huì)保持終身。如果考古學(xué)家找到了一根單獨(dú)的大腿骨或者肋骨,他們通常很難對(duì)骨頭的主人做出太多的判斷,但是如果他們找到了一顆裂開(kāi)的、風(fēng)化的牙齒,憑著這塊僅有的來(lái)自數(shù)百萬(wàn)年前的哺乳動(dòng)物的一部分,他們就能宣布那是一只虎,一只懶猴,一只有袋動(dòng)物,還是一個(gè)原始人類,并且當(dāng)他們這樣做判斷時(shí),心里會(huì)想著:一個(gè)魔術(shù)師在工作呢!
從一開(kāi)始,鯨的牙齒就已經(jīng)在幫助古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們真實(shí)的歷史。1832年,費(fèi)城美國(guó)哲學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)收到了一封信和一個(gè)盒子。這封信來(lái)自路易斯安納州,一個(gè)自稱“法官”,名叫布雷的人,盒子里是一塊面粉盒大小、45磅重的巖石。“你沒(méi)辦法指望一個(gè)最近30年都在遙遠(yuǎn)的路易斯安納的森林中度過(guò)的人寫出一篇科學(xué)論文,在那段時(shí)間里,他的一生已經(jīng)完全地貢獻(xiàn)給了農(nóng)業(yè)”,布雷這樣描述自己。他簡(jiǎn)單地描述了考德威爾的沃希托河邊的一座山,在那里他找到過(guò)海貝殼的化石?!按蠹s3年前,在一個(gè)漫長(zhǎng)的雨季之后,山的一部分在河邊坍塌,然后露出了28塊這樣的骨骼,在那之前,它們一直被40英尺厚的土地覆蓋著。住在那附近的一個(gè)人向我描述說(shuō),這些骨骼剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)排列了400英尺長(zhǎng),中間有一些間隔。那個(gè)人毀壞了其中的一些骨骼,把它們丟進(jìn)了火爐架。我保留了剩下的那一部分。如果我可以猜測(cè)這些骨骼的主人是誰(shuí)的話,我想它們一定是一頭海底巨獸的一部分。”
這塊化石到了理査德·哈蘭(Richard Harlan)博士的手中。他當(dāng)時(shí)是美國(guó)為數(shù)不多的古生物學(xué)家,是理査德·歐文爵士門下的樸素學(xué)派。和歐文一樣,他是一個(gè)外科醫(yī)生,在費(fèi)城阿馬斯醫(yī)院工作,但是他在物理化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、動(dòng)物學(xué)和比較解剖學(xué)方面是一個(gè)天才。當(dāng)那些動(dòng)物的殘骸送到他這里時(shí),哈蘭對(duì)它們進(jìn)行了描述,分辨它們到底是禿鷹、猩猩還是猛犸的牙齒。有一塊在密西西比河口被發(fā)現(xiàn)的并且被認(rèn)定是海生巨蜥的骨骼,經(jīng)他的觀察,最后認(rèn)定其實(shí)是屬于一頭抹香鯨。
中世紀(jì)繪畫,愛(ài)爾蘭僧侶圣布倫丹(St.Brendan)與他的同伴乘坐皮革圓舟航行遇害。圣布倫丹(St.Brendan),生于484年,喜歡航海,10世紀(jì)出版了《圣布倫丹航海》一書。 攝影/文化傳播/FOTOE
艾爾弗雷德·科克在紐約展出的海蛇模型。
哈蘭是一個(gè)謹(jǐn)慎的居維葉主義者。災(zāi)難消滅了這個(gè)星球上曾經(jīng)的居住者,而新的居住者們將占據(jù)他們的位置。但是,“在物種之間,自然界已經(jīng)劃了一條清晰的分界線。時(shí)間無(wú)法改變它,人類的詭辯也無(wú)法將其抹殺”,他說(shuō)。他看了布雷在路易斯安納發(fā)現(xiàn)的巨大椎骨,他試著通過(guò)這塊骨骼來(lái)重塑整個(gè)動(dòng)物。哈蘭認(rèn)為這塊骨骼來(lái)自一種巨型的、已經(jīng)滅絕的海洋爬行動(dòng)物的脊柱,可能有100英尺長(zhǎng)?!叭绻麑?lái)發(fā)現(xiàn)這個(gè)化石的尾骨、顎和牙齒并且能證實(shí)我今天的判斷”,他寫道,“我們可以歡呼地認(rèn)為這個(gè)動(dòng)物的名字是蜥王龍(現(xiàn)在稱為龍王鯨),意思是‘爬行動(dòng)物之王’?!?/p>
當(dāng)哈蘭把從布雷送來(lái)的化石上所得的發(fā)現(xiàn)于1835年出版時(shí),南方發(fā)現(xiàn)了更多的骨骼。在阿拉巴馬州,法官約翰·克雷(John Creagh),在耕種中找到了大量埋藏在石灰石中的骨骼,巖石非常堅(jiān)硬,他不得不把這些化石從中弄出來(lái)。當(dāng)哈蘭看到了克雷的發(fā)現(xiàn)時(shí),他意識(shí)到這些骨骼和布雷發(fā)現(xiàn)的非常吻合。在同一區(qū)域的巖石中,克雷成功地發(fā)現(xiàn)了肋骨,巨型手臂的骨骼,和一個(gè)存有幾顆牙齒的顎骨。如同土豆大小的牙齒讓哈蘭停頓了一會(huì)兒。有一些牙齒是細(xì)的,而在后方的則很粗。哈蘭知道,海洋爬行動(dòng)物的牙齒和其他爬行動(dòng)物是一樣的。并且只有哺乳動(dòng)物嘴里有不同的牙齒——包括后臼齒、前臼齒和門牙。因此他對(duì)他以前的聲明產(chǎn)生了一些懷疑。他惟一做出的改變是:認(rèn)為這種爬行動(dòng)物可能有150英尺長(zhǎng)。
當(dāng)龍王鯨的說(shuō)法傳到歐洲時(shí),歐洲正處在另一組哺乳動(dòng)物牙齒化石的爭(zhēng)論中。居維葉1804年發(fā)現(xiàn)的負(fù)鼠化石來(lái)自新生代的最早期,離現(xiàn)在6500萬(wàn)年。每個(gè)人都認(rèn)為,哺乳動(dòng)物最早可以追溯到新生代;在中生代的過(guò)程中,僅有的脊椎動(dòng)物是爬行動(dòng)物和魚(yú)類。當(dāng)拉馬克進(jìn)化主義者看到這個(gè)現(xiàn)象時(shí),他們覺(jué)得欣慰:這證明哺乳動(dòng)物是脊椎動(dòng)物進(jìn)化中最新的變化,但是1812年在英國(guó)斯通費(fèi)爾德發(fā)現(xiàn)了一塊中生代的哺乳動(dòng)物化石。這將導(dǎo)致一個(gè)概念:哺乳動(dòng)物和恐龍生活在同一個(gè)時(shí)期,它們彼此不聯(lián)系而且是被分開(kāi)創(chuàng)造的。這確實(shí)是進(jìn)化論者不愿意聽(tīng)到的。那塊巖石毫無(wú)疑問(wèn)是中生代的,并且進(jìn)化主義者也不能否認(rèn)那確實(shí)是哺乳動(dòng)物的化石,因?yàn)樗难例X并不相同。當(dāng)哈蘭向世界展現(xiàn)這個(gè)存在不同牙齒的龍王鯨口腔時(shí),進(jìn)化主義者找到了自己的理由:在斯通費(fèi)爾德發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物一定是龍王鯨的近親,那也就是爬行類。中生代再一次變成了沒(méi)有哺乳動(dòng)物的時(shí)代。
《圣經(jīng)》里的巨型海怪,誕生于創(chuàng)世的第五天。據(jù)希伯來(lái)神話記載,巨型海怪將在一次終極大戰(zhàn)中被大天使加百利打敗,眾神還用巨型海怪的皮制成帳篷,在里面舉行宴會(huì)慶?!皬涃悂啞钡牡絹?lái)。阿瑟·里漢繪,1908年。 攝影/文化傳播/FOTOE
1839年,拉馬克進(jìn)化主義者邀請(qǐng)哈蘭去倫敦參加一個(gè)地質(zhì)學(xué)會(huì)的會(huì)議。哈蘭本人不是進(jìn)化主義者,他很有可能并不知道他將卷入的是一場(chǎng)什么樣的戰(zhàn)爭(zhēng),他也不知道當(dāng)他到達(dá)英格蘭時(shí),為什么里查德·歐文見(jiàn)到他時(shí)會(huì)這樣高興。這些年歐文停止了他在肺魚(yú)、黑猩猩和鴨嘴獸上的工作,全心投入到反對(duì)拉馬克進(jìn)化主義者觀點(diǎn)的戰(zhàn)斗中。當(dāng)他看到斯通費(fèi)爾德的顎化石時(shí),他看到了哺乳動(dòng)物。他決定要摧毀它和爬行動(dòng)物之間的聯(lián)系。當(dāng)哈蘭到達(dá)倫敦時(shí),歐文向他透露了龍王鯨的牙齒的信息。
幾周后開(kāi)會(huì)了,歐文站在了講臺(tái)上。他否定了哈蘭的水生爬行動(dòng)物的觀點(diǎn)。一個(gè)長(zhǎng)形的中空的頜骨在抹香鯨身上很常見(jiàn)。脊椎骨末端微微的凹陷也是哺乳動(dòng)物的特征,而不是爬行動(dòng)物的,它們中間的大孔——一條脊索的貫穿之處也是與鯨脊椎骨的形狀相同。但對(duì)于歐文來(lái)說(shuō)最重要的是牙齒。他仔細(xì)地研究了它們,甚至將它們切成薄片在顯微鏡下觀察。前面的幾顆只是簡(jiǎn)單的尖牙,而后面的每對(duì)牙齒則在中間融合并嵌入一對(duì)牙槽。沒(méi)有任何已知的爬行動(dòng)物或者魚(yú)類有這樣的牙齒;真正的水生爬行動(dòng)物的牙齒都獨(dú)立地嵌入牙槽。另外,在顯微鏡下觀察,海生爬行動(dòng)物牙齒只有規(guī)整地穿過(guò)中心軸環(huán)隔開(kāi)的簡(jiǎn)單的裂口的管,并波動(dòng)下面的細(xì)管。但是龍王鯨有一個(gè)和水生哺乳動(dòng)物相同的體系,在表面有一層薄薄的結(jié)合層,而在其下面是會(huì)波動(dòng)的細(xì)管。根據(jù)他對(duì)牙齒和骨骼的研究,歐文愿意相信它是一頭奇怪的巨獸,但不是一個(gè)水生怪物,而是一頭巨鯨——“那是哺乳動(dòng)物中最罕見(jiàn)的種類之一,地球的變化已使它滅絕了。”
哈蘭謙遜地聽(tīng)著歐文在“龍王鯨”上的新見(jiàn)解。后來(lái)他回到了在費(fèi)城的家,1842年他得知,在克雷法官的耕地里又發(fā)現(xiàn)了一具65英尺長(zhǎng)的脊骨,帶著一個(gè)大塊的頭骨,那看上去明顯是一頭鯨而不是爬行動(dòng)物。第二年,哈蘭去世了,終年47歲。那時(shí)的他只是在美國(guó)有些名氣,而現(xiàn)在即使在美國(guó)也并不有名。但是哈蘭獲得了對(duì)歐文的些許勝利。為了完全抹去拉馬克進(jìn)化學(xué)派對(duì)于“帶著哺乳動(dòng)物牙齒的爬行動(dòng)物”的影響,歐文想要把哈蘭的化石的名字從“龍王鯨”改成“軛齒鯨”——意思是軛狀的牙齒。歐文在倫敦的會(huì)議上宣布,“哈蘭博士……認(rèn)為那巨大的霸主,就像它過(guò)去被認(rèn)為的那樣,有著一個(gè)蜥蜴的表皮。這樣的觀點(diǎn)應(yīng)該廢除?!钡欠诸悓W(xué)是一種承認(rèn)先入為主的科學(xué),骨架還是用著哈蘭起的名字。
就在哈蘭于1832年在費(fèi)城給龍王鯨加冕的時(shí)候,密西西比的圣路易斯有了一座小型的博物館。大約有25年的時(shí)間,人們可以去觀賞魔術(shù)和鳥(niǎo)模仿術(shù),可以觀察在石棺中的古埃及木乃伊和肯塔基州洞穴中的印第安木乃伊,吉姆·科洛和智普·科恩的蠟像,著名的暹羅雙子,活的熊,美洲鱷魚(yú),以及有關(guān)法國(guó)革命、泰晤士河底隧道和奧斯德利茲戰(zhàn)役的圖畫。博物館的主人是一個(gè)德國(guó)移民,名叫艾爾弗雷德·科克(Albert Koch)。與歐文和—樣,他是一個(gè)古生物學(xué)家,但是他沒(méi)有來(lái)自學(xué)院或者醫(yī)院的薪水。當(dāng)他不經(jīng)營(yíng)博物館時(shí),就輾轉(zhuǎn)在密西西比河谷尋找化石,徒步跋涉河流,與疾病斗爭(zhēng),吃的是咸肉和面包。1839年,他挖到了一個(gè)巨大的乳齒象骨架,他把它命名為“密蘇里姆”。他把這具骨架在美國(guó)巡回展出,并依靠展出的錢來(lái)補(bǔ)貼他的探索。在費(fèi)城,科學(xué)家們研究了這具骨骼,他們指出艾爾弗雷德·科克把這具動(dòng)物骨骼加工變大了:在脊柱處加了另一頭“密蘇里姆”的骨骼,并加了木塊以使它顯得更大??瓶藳](méi)有把他的大家伙藏起來(lái),而是把它運(yùn)到了歐洲。1842年,他在倫敦的皮卡迪利大街展示了這具骨架,且宣稱“它是動(dòng)物界的王者和最值得驕傲的紀(jì)念碑”。在歐文參觀了這具骨骼后,大英博物館把它買了下來(lái),付給科克1300英鎊,然后把它縮回到合理的尺寸。
科克很清楚該怎樣用這筆錢。受阿拉巴馬海洋巨獸傳說(shuō)的引誘,他立即航海回美國(guó)。1845年1月以前,他在克拉克斯維爾——離布雷“法官”挖出化石的地方的不遠(yuǎn)處,發(fā)現(xiàn)龍王鯨化石在那里尋常到了被用作家具的地步,居民用它來(lái)支撐火爐的木柱,或者做蜂箱的楔子。但是他花了幾個(gè)月的時(shí)間才找到一副完整的骨架,在此之前,他只找到了鯊魚(yú)的牙齒和其他一些海洋動(dòng)物的骨骼。
3月份,一個(gè)來(lái)往于牧場(chǎng)和華盛頓議會(huì)的信使看到他致力于化石研究,就告訴科克他在議會(huì)聽(tīng)說(shuō)有一具90米長(zhǎng)的石化鯊魚(yú),那里的人想把它挖出來(lái),但是那些骨頭都太重了,挪不動(dòng)。顯然,信使的來(lái)回要花些時(shí)間。因?yàn)楫?dāng)科克對(duì)此表示興趣后,他要騎馬走40多英里的路才能到華盛頓去看看骨骼是不是還在那里??瓶私辜钡氐却幕匾簟P攀乖诼飞蠒r(shí),3個(gè)男人和1個(gè)女人與他進(jìn)行了談話,他們自稱也在尋找海洋巨獸。由于水手們說(shuō)曾在航海時(shí)看見(jiàn)海洋巨獸在船邊遨游,海洋巨蛇的傳說(shuō)盛行于美國(guó)和歐洲。在阿拉巴馬的荒郊野地找到它們的骨骼是令人難以抗拒的。兩天后,信使回來(lái)告訴科克,化石還在那里不曾被人動(dòng)過(guò)。
科克騎馬去了那里,他穿越了被風(fēng)暴破壞的森林和黃熱病肆虐的山谷。當(dāng)他到達(dá)那個(gè)小鎮(zhèn)時(shí),他發(fā)現(xiàn)信使描述的不是一頭鯊魚(yú),而是海洋巨獸的脊椎骨??瓶税阉鼈冩i在了一所廢棄的監(jiān)獄里。一個(gè)白人男孩和一個(gè)奴隸看見(jiàn)他在骨骼上使勁,就告訴了他有關(guān)仍在地下的化石的事情。他們把他帶到斯坦伯格的一處田野,在那里,他看見(jiàn)了他夢(mèng)寐以求的東西:蛇狀動(dòng)物的骨骼圍成了一個(gè)巨大的半圓。
科克花了3個(gè)月的時(shí)間來(lái)挖掘斯坦伯格的化石。在老華盛頓議會(huì)附近,這些骨骼比在克拉克斯維爾還要尋常:人們把它們用作花園的門石,用它們燒取石灰,作為煙囪的塔角石,還把它們當(dāng)作睡覺(jué)的枕頭??瓶嗽诹胰障掠酶油诰蜻@些骨骼,鐵制的工具燙傷了他的皮膚。他辭退了一個(gè)醉鬼助手后獨(dú)自工作,那個(gè)醉漢差點(diǎn)不小心敲壞了化石的顎骨。當(dāng)他完成時(shí),他用了5輛貨車滿載著化石,那是當(dāng)時(shí)世界上一次性發(fā)現(xiàn)的最多的鯨化石。
很難判斷科克是否知道龍王鯨事實(shí)上是一頭鯨。當(dāng)他帶著“密蘇里姆”旅行時(shí),他到達(dá)了倫敦,這是哈蘭在那里公開(kāi)出現(xiàn)3年之后了。他在斯坦伯格找到的那具頭骨,它上面的牙齒其實(shí)和哺乳動(dòng)物十分相似。如果他真的知道這些,那么他一定保守了這個(gè)秘密:當(dāng)年8月份紐約的報(bào)紙上到處是艾爾弗雷德·科克博士(這是當(dāng)時(shí)他對(duì)自己的稱呼)發(fā)現(xiàn)的、目前在百老匯阿波羅大廳展出的長(zhǎng)達(dá)114英尺的海蛇的文章?!罢诎⒉_大廳的丟卡利翁海蛇,幾乎是世界上最令人尊敬的東西?!薄都~約解剖學(xué)報(bào)》這樣描述。而《紐約福音報(bào)》的描述則更為尊敬:“有誰(shuí)知道它有沒(méi)有見(jiàn)過(guò)方舟,有誰(shuí)知道諾亞有沒(méi)有從窗戶里看見(jiàn)過(guò)它,有誰(shuí)知道它是否到過(guò)阿勒山,有誰(shuí)知道多少舊時(shí)的死亡和邪惡的巨獸被它湮滅?”
超萌白鯨鏡頭感十足,對(duì)相機(jī)大擺pose友善可愛(ài)。 攝影/chinafotopress/CFP
42歲的攝影師Andrey Nekrasov在一個(gè)20英尺深的水池中,用鏡頭拍攝一頭名叫“雪球”的雌性白鯨。這頭白鯨似乎對(duì)鏡頭有著特別的好感,她和名叫“冰激凌”的雄性白鯨伙伴似乎十分渴望成為鏡頭捕捉的對(duì)象。 攝影/chinafotopress/CFP
科學(xué)家們就沒(méi)有這樣客氣了。他們發(fā)現(xiàn)“密蘇里姆”并不是來(lái)自一個(gè)生物,它的石化脊骨中有些還比較年輕呈現(xiàn)海綿狀,而有些則顯得更老而易碎。脊索中有些很細(xì),而其他則和鋼索一樣粗??茖W(xué)家們認(rèn)為,科克不只有一具動(dòng)物化石而是有5具。它們不是海蛇而是絕跡的鯨——古生物學(xué)家們認(rèn)為科克事實(shí)上是把幾種不同的鯨拼合在了一起。一個(gè)來(lái)自華盛頓議會(huì)的紳士寫信給波士頓自然歷史學(xué)會(huì),他說(shuō)一個(gè)人怎么能夠知道分布在阿拉巴馬大草原上的骨骼來(lái)自同一個(gè)動(dòng)物。阿拉巴馬草原上的人們嘲笑著紐約報(bào)紙上關(guān)于科克的重大發(fā)現(xiàn)的報(bào)道?!翱瓶瞬┦靠梢暂p而易舉地把骨架做成300英尺長(zhǎng),這和把它做成114英尺長(zhǎng)一樣容易。”他寫道。
科克再一次帶著他的骨架逃到歐洲來(lái)作為對(duì)美國(guó)人的質(zhì)疑的回復(fù)。他在萊比錫市展出了他的發(fā)現(xiàn)。普魯士國(guó)王威廉四世深為打動(dòng),他為他的解剖博物館買下了那些化石,給了科克一筆薪金作為生活費(fèi)。
1848年,科克回到了阿拉巴馬并發(fā)現(xiàn)了更多的化石,他把它們串成了一個(gè)96英尺長(zhǎng)的海蛇然后帶回了歐洲。新的發(fā)現(xiàn)促使人們?cè)儐?wèn)歐文是否相信還有這樣巨型的海蛇在海里遨游。歐文非常憤怒,他寫信給倫敦的報(bào)紙,他說(shuō)那些水手的傳聞就好像有人捧著海象跑來(lái),并且堅(jiān)持說(shuō)那就是隨著恐龍一起滅絕的爬行動(dòng)物一樣可笑,而科克到處展示的東西是歐文以前展示過(guò)的鯨。
這是科克與歐文的最后一次瓜葛。他回到了圣路易斯并以哲學(xué)教授的身份在那里定居。他一直在田納西尋找煤礦和鐵礦,但是再也不尋找化石了。1871年,他從前收集的骨骼化石在芝加哥大火中付之一炬,但是科克的名聲并不僅僅只是一個(gè)騙子。當(dāng)他開(kāi)掘“密蘇里姆”時(shí),他發(fā)現(xiàn)了骨骼旁的石斧。他首先猜測(cè)印第安人可能與乳齒象同時(shí)生存過(guò)。很久以后證明他的這個(gè)觀點(diǎn)是對(duì)的。幾年后,他在無(wú)所事事的生活中死去。后來(lái),當(dāng)工人們因不為所知的原因挖出他的尸體時(shí),他們驚訝地發(fā)現(xiàn)他的尸體石化了。這個(gè)古生物學(xué)家自己變成了化石。科克很會(huì)騙人,他死的時(shí)候讓人把他的尸體和他收藏的化石調(diào)包了。