瓶狀化石：前寒武紀海洋中一類難以捉摸的“小家伙”

白琳

瓶狀化石：前寒武紀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，它不斷蘊育著各種物種：靜謐的植物、活潑的動物、無所不在的微生物，以及很多我們無法想象的生物，它們都是海洋的孩子。提及很久很久以前遠古時代的海洋，人們耳熟能詳?shù)拇蠖际庆挪实纳汉鳌?yōu)雅的海百合亦或是丑陋但可愛的三葉蟲，它們繁多的種類、大量且完整的埋藏，都為后人探索遠古海洋生命的奧秘做出了巨大的貢獻。本文的主人公也是海洋的一份子，但它生來便體型微小，結(jié)構(gòu)簡單，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，西北大學的張錄易研究員在陜西省最西南角的寧強縣發(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，一個不起眼的“小家伙”引起了科學家的關(guān)注，它沒有四肢只有軀體，沒有五官只有淺紋，體型小的只有不足一個毫米，或被立體地鑲嵌著，或被平面地壓實著，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。其實最早的瓶狀化石發(fā)現(xiàn)于1933年的瑞典，那時還不叫瓶狀化石。因為體型太過微小，形態(tài)特征也太過簡單，無論是大的小的高的矮的胖的瘦的，它們一個個就像各種各樣的花瓶，一致地擁有瓶身和瓶頸。沒有人知道它們究竟隸屬于哪一類生物，因此對它的研究也就隨之擱置了。直到1980年，兩位偉大的古生物學家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、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，賦予它們一個統(tǒng)一的名字——“瓶狀化石”。時至今日，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)逐漸成為古生物學界一個全新的研究領(lǐng)域。

1986年，古生物學家段承華首次將“瓶狀化石”這個名稱引入中國，雖然他當時所指的寒武紀的瓶裝化石，最后被證實是開腔骨類的殘片，但名稱的引入仍不失為我國瓶狀化石研究歷程中一塊重量級的里程碑。除了高家山生物群中的瓶狀化石，在我國遼寧鞍山、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、南江長灘河燈影組磨坊巖段、陜西寧強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)梅樹村階等地也都發(fā)現(xiàn)了這些“小家伙”。

幾丁蟲

現(xiàn)代花瓶

有孔蟲

現(xiàn)代阿米巴蟲

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。比如古生物學家張忠英（1994）認為，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家曹芳（2000）則認為張忠英所謂的“沉積構(gòu)造”是因為化石的殼體與其內(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。再比如錢逸（1999）認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)該屬于后生動物，只是開腔骨一類的散架骨片罷了。然而該觀點隨后又被曹芳（2000）推翻。它們時而被證實、時而被證偽，盡管如此，古生物學家的研究熱情卻從未被湮滅。

科學家一直在致力于查明瓶狀化石的親緣關(guān)系，最早認為它們是最古老的幾丁蟲：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，瓶狀化石與幾丁蟲貌似是有一定淵源。二十一世紀初，美國古生物學家Porter又認為美國大峽谷的瓶狀化石與一些現(xiàn)生具殼阿米巴蟲非常相似，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)簡單，呈開放式的瓶口永遠讓人們想不透它究竟是一個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。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，更多的科學家對瓶狀化石的原生物質(zhì)成分做了更加詳細的研究。目前國內(nèi)外已知瓶狀化石囊殼的物質(zhì)組成基本分為兩大類:有機質(zhì)的和礦化的。其中，我國產(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、有機碳和棕褐色有機組分四種。但它們多為次生產(chǎn)物。也就是說，瓶狀化石原生殼質(zhì)是有機質(zhì)的，而現(xiàn)在看到的礦化殼壁是成巖作用過程中次生交代的產(chǎn)物。2008年又有學者對甕安生物群中的瓶狀微化石進行了研究，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，但究竟它們是動物還是植物，目前誰也無法斷言。

觀察了“外表”，剖析了“內(nèi)涵”，對于這個“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，它的埋藏分布沒有規(guī)律，時而豐富，時而稀少。仿佛現(xiàn)代的放射蟲和有孔蟲，成群生活，浮游不定。然而真相如何，還有待進一步考證。

1933年至今，瓶狀化石的研究學者一直孜孜不倦地探索著。然而從目前的研究現(xiàn)狀來看，關(guān)于瓶狀化石的太多疑問仍然無法證實，“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，會有一輩又一輩的古生物學者為之傾心，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”會向我們展露出真實的面容。

西北大學地質(zhì)學系■