古人云“以蠡（lí）測(cè)?！?，意為用貝殼做瓢來衡量大海的容量，比喻以淺陋之見揣度事物。其實(shí)，大海里真的有一群極其微小的“貝殼”，不但可以讓我們知道大海容量的變化，還可以告訴我們大海的“健康狀況”和“前世今生”。這就是大海里的“小巨人”——有孔蟲。

有孔蟲大家族

有孔蟲屬于原生動(dòng)物門（動(dòng)物學(xué)的一門，為最簡(jiǎn)單、最原始、最低等的單細(xì)胞動(dòng)物），肉足蟲綱。個(gè)體一般小于1毫米，也有少數(shù)種類可達(dá)20厘米。因殼體上有類似于“口”的大孔或大量的細(xì)孔而得名。

它們的殼體將其原生質(zhì)分為內(nèi)外兩層，外層薄而透明，會(huì)伸出許多絲狀或粒網(wǎng)狀的偽足；內(nèi)層顏色較深，具有細(xì)胞核和各類細(xì)胞器。

它們?cè)?億多年前就在地球上出現(xiàn)了，從濱海到深海，從赤道到兩極，都可以找到它們的身影。

存在底棲有孔蟲殼體化石的沉積巖截面（供圖/張帥）

有孔蟲的種類繁多，有在海洋中浮游的，有在海底棲息的，有在沉積物里鉆泥的，還有在湖泊里“裸爬”的。它們的“飲食習(xí)慣”也各不相同，有吃素的，吃葷的，雜食的，與藻類共生的，還有“耕作”細(xì)菌的。目前已有記錄的有孔蟲達(dá)3萬余種，占已知原生動(dòng)物的半數(shù)以上，是一個(gè)非常龐大的生物門類。

地層演化的記錄者

在巨厚的海相沉積巖或現(xiàn)代海洋沉積物中，含有大量的有孔蟲殼體。其殼體主要以鈣質(zhì)和膠結(jié)質(zhì)為主，可以很好地保存下來形成化石。

各種形態(tài)的浮游有孔蟲殼體化石（供圖/張帥）

由于有孔蟲的演化速率較快，且不同地質(zhì)歷史時(shí)期保存的殼體，在形態(tài)上存在明顯差異，因此可以作為地層演化的標(biāo)志物。例如，在石炭紀(jì)和二疊紀(jì)的巖層里，主要以底棲的紡錘蟲類和內(nèi)卷蟲類為主；在著名的二疊紀(jì)末期生物大絕滅事件中，它們消亡殆盡；在三疊紀(jì)早期巖層中，又轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨潮P蟲類和節(jié)房蟲類為主的化石組合；從侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)時(shí)期，浮游有孔蟲開始出現(xiàn)在大洋中，并在洋底形成了廣泛的抱球蟲軟泥沉積。

值得一提的是，底棲有孔蟲活動(dòng)范圍比較局限，不宜作為全球性地層對(duì)比的化石證據(jù)；而浮游有孔蟲受大洋環(huán)流等影響，廣布于大洋各個(gè)海域，便于進(jìn)行全球性的地層時(shí)代劃分。

海岸線變化的標(biāo)尺

除了可以幫助劃分地層時(shí)代之外，有孔蟲還能提示海岸線的進(jìn)退變化。有些形態(tài)扁平的有孔蟲，更易于生存在動(dòng)蕩的淺水環(huán)境，例如希望蟲；深水區(qū)更多的是圓鼓鼓的小粟蟲等。

統(tǒng)計(jì)顯示，在濱海和陸棚區(qū)域，隨著水體變深，有孔蟲的膠結(jié)質(zhì)殼體逐漸減少，而鈣質(zhì)殼體逐漸增多。另外，有孔蟲的分異度（多樣化程度）和某些屬種的豐度（數(shù)目占比）也會(huì)隨水深而增大，且越遠(yuǎn)離海岸，浮游有孔蟲的占比越大。因此，有孔蟲群落組合的變化，可以很好地展示過去海岸線的遷移情況。

氣候脈搏的測(cè)量?jī)x

億萬年來，地球經(jīng)歷過多次的冰期和間冰期，海水的氧同位素（以16O、17O、18O 3種同位素的形式存在）組成可以反映這些變化。

鑒于不同同位素的質(zhì)量和化學(xué)活性差異，含較輕同位素的水會(huì)更易于蒸發(fā)成云，隨大氣環(huán)流運(yùn)送移動(dòng)到兩極形成降水。

在冰期，更多的輕同位素會(huì)被“扣押”在冰川中，導(dǎo)致海洋氧同位素質(zhì)量整體偏重；在變暖的間冰期時(shí)，冰川消融又會(huì)將輕同位素歸還海洋。因此，可以通過測(cè)量不同時(shí)代的海水氧同位素來知曉氣候的冷熱變化。

可是我們無法直接獲取過去的海水，那該怎么辦呢？

底棲有孔蟲（供圖/張帥）

底棲有孔蟲化石截面房室（供圖/張帥）

實(shí)際上，在有孔蟲的成長(zhǎng)過程中，它們的殼體就會(huì)記錄下生活水體的理化信息。因此，通過測(cè)量有孔蟲殼體化石的氧同位素組成，即可了解地球氣候的變化歷史。

同理，還可以通過測(cè)量有孔蟲殼體化石的其他元素比值和同位素來知曉更多的海洋信息，例如溫度、鹽度、氧含量、酸堿度和洋流變化等。

海洋健康狀況的指示器

自工業(yè)革命以來，人類在使用煤、石油和天然氣等化石燃料過程中不斷向大氣排放二氧化碳，而空氣中過剩的大部分二氧化碳都會(huì)被海洋所吸收，導(dǎo)致海洋酸化發(fā)生，嚴(yán)重威脅海洋生物的生存，尤其是會(huì)威脅有孔蟲。

研究表明，在偏酸性的水體中，有孔蟲更難形成殼體，即便形成，殼體也會(huì)更薄更脆更輕。因此，可以通過稱量有孔蟲殼體化石的質(zhì)量來反映海洋的酸化強(qiáng)度。還有一些研究表明，有孔蟲殼體表面孔徑和密度可以用來反映水體含氧量的變化，殼體的畸形率還可以指示河口區(qū)的污染狀況。

研究人員利用有孔蟲的群落組合，重建的海岸線變遷示意圖（供圖/張帥）

利用浮游有孔蟲殼體化石鎂鈣比值，重建的熱帶西太平洋過去36萬年以來的海溫變化（供圖/張帥）

從地層記錄來看，地球歷史上的生物大滅絕事件往往與海洋酸化、缺氧等現(xiàn)象相關(guān)，反演過去的海洋環(huán)境變化也可以讓我們預(yù)見未來將要面臨的挑戰(zhàn)，未雨綢繆。

利用有孔蟲殼體化石的氧同位素變化，繪制的反映氣候冷暖變化示意圖（供圖/張帥）

有孔蟲雖然體形微小，但在地球生態(tài)系統(tǒng)和地質(zhì)研究中卻發(fā)揮了重要作用。這正是生命的魅力和智慧，也是我們需要尊重和保護(hù)每一種生物的原因。

（責(zé)任編輯 / 王佳璇? 美術(shù)編輯 / 周游）