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最常見的化石,不少人連名字都不會念

“䗴”(tíng)這個字,大多數人可能連它怎麼讀都不知道,但它們曾經是地球海洋裡無處不在的繁盛生物。

䗴是一類生活在古生代海洋中的微小的單細胞原生生物,屬于有孔蟲門的䗴目,其下共有13個超科,種類非常繁多,僅内卷蟲超科Endothyracea下就有290個科。它們的體型非常微小,方解石構成的外殼通常隻有5-10毫米長,最小的不足1毫米,大型的也隻有5厘米左右,然而一些殼長可以達到14厘米的種類,是有史以來體型最大的有孔蟲門動物。

最常見的化石,不少人連名字都不會念

有孔蟲化石切片 | Strekeisen / Wikimedia Commons

家族繁盛的“紡錘”

䗴目最早出現于距今4.44~4.26億年前早志留紀的蘭達弗裡階,當時奧陶紀末的大滅絕才剛結束不久,上升的全球氣溫導緻冰川融化,海平面上升,珊瑚礁在陽光明媚的溫暖淺海茁壯地生長,從甲殼達9米,宛如遊動的電線杆的“舊日支配者”房角石Cameroceras到脊索動物門的“老前輩”莫氏魚Jamoytius,各種全新的動物出現在志留紀的海洋中,取代了衰落的奧陶紀動物群。

早期的䗴外殼是簡單的平面螺旋結構,晚期的䗴外形則多種多樣,大多數呈光滑的紡錘形,中部粗大,兩頭尖銳,“䗴”這個中文譯名也是由此而來:1829年,Fischer de Waldheim命名了䗴屬Fusulina,其詞根fusu就是希臘語中紡錘的意思;我國現代地質學的創始者李四光老先生,給指代“古代紡絲時卷絲用的竹制工具”的“筳”字加了個蟲字旁,創造了“䗴”這個漢字,在1934年發表的論文《中國北部之䗴科》裡首次使用。

最常見的化石,不少人連名字都不會念

李四光頭像,位于中國地質博物館

可不要小看䗴這簡簡單單的方解石外殼,2017年的一項研究顯示,䗴的外殼在電子顯微鏡下呈現出複雜的多層結構,這種獨特的結構顯示䗴目能夠與單細胞藻類,藍藻或其他可以進行光合作用的微生物共生,并通過光合作用為自己提供能量;這一在有孔蟲門中首次演化出的“絕技”,也許是䗴能在漫長的時光中一直保持繁盛的秘訣。

最常見的化石,不少人連名字都不會念

䗴目化石,藏于湖北省黃州市李四光紀念館 | Huangchenhai / Wikimedia Commons

蘭達弗裡階結束時的滅絕事件,消滅了全世界海洋中50%種類的三葉蟲和80%的牙形石Conodont。然而䗴目卻挺過了這場滅絕,不僅種類随着時間推移變得愈加繁盛,體型越來越大,形态也變得千變萬化:除了紡錘形的“基礎款”,還出現了凸鏡形,盤狀,球形和圓柱形的外殼。在全世界除了南極洲以外的大陸,都發現過䗴目的化石,足以一窺它們在當時的繁榮。䗴目還挺過了志留紀的另外兩次滅絕事件,家族愈發繁榮壯大。

牙形石不是石頭,而是小型無颌魚類的牙齒。它們是現存七鰓鳗和盲鳗的“親戚”,長1-40厘米,長着細長,分節且兩側對稱的身軀,具有巨大的眼睛和帶鋸齒的鋒利牙齒。在當時的海洋中主要以捕食包括䗴目在内的浮遊動物為生,曾經盛極一時。

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牙形石 | Derek E.G. Briggs / Wikimedia Commons

轟轟烈烈的滅絕

時間來到了距今3.467-3.309億年前石炭紀的維憲階,此時海洋中的䗴目達到了它們的鼎盛時期。比起志留紀,石炭紀的海洋更加生機勃勃,充滿了許多奇形怪狀的史前“海怪”。

當時海洋中主要的大型脊椎動物是各種全頭亞綱的軟骨魚類,海洋食物鍊的頂端則是以剪齒鲨Edestu為代表的尤金齒目Eugeneodontida。最大的剪齒鲨體長超過6.7米,像剪刀一樣的上下颌和布滿鋸齒的牙齒,顯示它們是恐怖的掠食者。三葉蟲等前朝“遺老”也并未退場。䗴目在當時的海洋中,占據着和今天的有孔蟲門近親們一樣的生态位,作為食物鍊的基石,供養着無數大大小小的海洋動物。

最常見的化石,不少人連名字都不會念

尤金齒目的旋齒鲨Helicoprion,具有奇異的螺旋狀牙齒 | James St. John / Flickr

沒有任何一個王朝可以永遠繁榮,䗴目也不例外。距今約2.519億年前的二疊紀末期,位于今天西伯利亞地區的火山,發生了一系列劇烈的噴發。火山活動釋放的大量二氧化碳導緻了嚴重的氣候變化,引發全球海洋大面積的升溫、缺氧和酸化。對生活在海洋表層的浮遊生物,尤其是像䗴目這樣通過光合作用擷取能量,且擁有碳酸鈣構成的外殼的有孔蟲來說,這樣的變化毫無疑問是緻命的。

最常見的化石,不少人連名字都不會念

石灰岩中的䗴目化石 | James St. John / Wikimedia Commons

它們在酸性越來越高的海水中難以形成外殼,共生的光合作用微生物,也可能由于水溫過高而從身體組織中逃逸,就像今天那些由于海水溫度過高而白化的珊瑚一樣。而以䗴目為代表的海洋浮遊動物一旦消失,就像一座高樓被刨掉了地基,食物金字塔更上層的動物們,也将因為失去食物來源而不可避免地走向滅亡。

二疊紀末大滅絕是地球生命史上曾出現最嚴重的滅絕事件,81%的海洋生物和70%的陸地脊椎動物永遠地從地球上消失了,其中就包括了最後的䗴目。輝煌的生命樂章,就這樣在一場毀天滅地的恐怖災難中永遠畫上了句号。而地球的生物圈則花了300~500萬年,直到中三疊紀才重新恢複大滅絕之前的生機。

最常見的化石,不少人連名字都不會念

李四光全身像,位于重慶大學

在現代全世界的海洋中,依然生存着大量的有孔蟲門生物。它們和滅絕的䗴目一樣,體型微小,數量繁多,作為海洋食物金字塔的基石養育着不計其數的海洋動物,從密集的魚群到龐大的巨鲸。然而它們也和䗴目一樣,對海水溫度和酸堿度的細微變化非常敏感,面對短時間内發生的氣候劇變尤其脆弱。在氣候變化已經成為全人類所面臨的嚴峻挑戰的今天,回顧䗴目從興盛走向滅亡的過程,也許能在我們面對愈發不确定的未來時,給予我們一些啟示。

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