化石吟資料

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化石吟有關資料

　　一、話說魚類進化

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　　魚類，作為地球上最古老的脊椎動物的一個類群，其漫長的演化歷史一直是眾多的生物學家感興趣的問題。魚類的出現，標志著從低等、原始的無脊椎動物向脊椎動物進化的一個質的飛躍;魚類的發展、演化又提出了脊椎動物進化的明顯譜系。一切高等動物，兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類，甚至我們人類自身都是在此基礎上發展而來的。

　　研究古生物通常以化石材料為根據。科學家通過放射性同位素來測定巖石的絕對年齡，并劃分成不同的地質年代。這些地質年代中保存下來的古生物，記錄了當時的環境條件和生物信息，經過千萬年的沉積，形成化石，成為研究地質歷史和生物進化史的根據。

　　魚類的化石并不十分豐富，但它們依然能夠展示出古今各種魚類發生、發展的過程。最早的魚類化石沉積在寒武紀和奧陶紀的巖石里，距今已有大約四億年的歷史了。通過對巖石的研究，人們知道這種最早的魚類生活在咸水環境里，或者說是生活在海洋中，它們的身體外面披有鎧甲一樣堅硬的外骨骼。這些原始的魚類渾身布滿了硬甲，具有扁平的前背甲。由于它們沒有頜，所以被稱為無頜類。它們可以說是最古老的魚類，因為穿了甲胄，它們不能游泳，只能生活在水底沉積物中。應該說，它們是一群不會游泳的魚類。無頜類的內骨骼沒有被保存下來，所以科學家們推測它們具有軟骨骼，像我們見到的軟骨魚類鯊魚和鰓魚一樣。

　　大量完整的無頜類化石是在泥盆紀找到的，泥盆紀可算是魚類初生時代。中生代的侏羅紀和白堊紀(距今約1.3億～1.6億年)，是魚類中興時代。新生代時，各種古今魚類共存于海洋和地球上的其他水域，魚類家庭達到全盛。

　　在無頜魚類的基礎上，最早的有頜魚類也發展了。最初的頜是由幾個硬骨鰓弓改造過來的。鰓弓最初埋在肌肉里，在進化過程中，頜與頭部背甲融為一體，從而形成了一個更堅固、更有效率的進食器官──咀嚼器。

　　原始有頜類也稱作盾皮魚，它們在泥盆紀盛極一時，但到泥盆紀末已大部滅絕了，一般認為，軟骨魚類和硬骨魚類都是由盾皮魚演化來的，它們分別朝不同的方向發展，但尚未找到十分清楚的證據證明這個推論。一些盾皮魚仍具有扁平的身體，像它們的祖先一樣;但是大多數都變成流線型，甲胄也減少了，這種變化使它們獲得了很強的游泳能力。軟骨魚類也脫去了沉重的甲胄(但仍有背板的痕跡)，發展出更加強勁有力的適于游泳的肌肉組織。有些科學家認為，軟骨魚類是“原始”魚類，但它們是否真正比硬骨魚原始，還有待證實。

　　有關脊椎動物頜的發生與進化的研究，是從19世紀進行的胚胎學研究開始的，它揭示了進化中的一個重要過程。頜的出現，說明動物的某個新的重要的特征的出現可以使一個類群的生活領域擴大到以往不能生活的地區。這以后，魚類得到了迅速擴展，成為今日最普遍的游泳生物類群。

　　硬骨魚最初生活在淡水里，后來逐漸向海洋伸展，終于成為海洋魚類的優勢類群。在進化過程中，它們產生了內部硬骨骼，把僵硬的甲胄變成了薄薄的鱗片，從而使動作敏捷靈活，提高了運動速度。

　　硬骨魚有兩個類群，其中輻鰭魚類在數量和種類上都大大超過另一種魚──內鼻孔魚類。內鼻孔魚類包括一些形態和構造都很特殊的原始種類，它們具有內鼻孔構造，可以把嘴閉上而并不影響呼吸。內鼻孔魚類今天能見到的只有肺魚和矛尾魚。矛尾魚隸屬空棘目腔棘綱。它被譽為活化石，在1938年以前一直被科學家們認為是已經滅絕了的種類。第一尾矛尾魚是1938年被一名漁民在非洲東南海岸捕到的，這一發現轟動世界。以后又陸續捕到，證實這一古老魚類仍生活在現代的海洋里。腔棘魚的重要特征是，鰭呈葉狀，具有肌肉，并有相連的輻棘，從而使一些魚可以在陸地上爬行。它們與兩棲類有密切的親緣關系。人們認為兩棲類就是由它們演化而來的。

　　(摘自《海洋世界》1999年第12期)

　　二、鳥類的祖先之謎

　　過去，人們一直認為，鳥類最初是由爬行動物逐步進化而成的。始祖鳥作為這一進化過程的中間階段的產物，歷來被人們當作鳥類的祖先。盡管這一進化理論似乎有一定道理，但是許多古生物專家對蜥蜴這樣的爬行動物會不會真因突然變異和自然選擇而變成鳥這一結論，仍多少持有懷疑的態度。于是，在學術界內，專家們針對鳥類的問題，展開了一場曠日持久的爭論。

　　在達爾文的《物種起源》一書剛剛問世的時代，人們對于鳥類最早由爬行動物進化而來的說法，無論如何也是不能理解的。后來到了1861年，在德國境內的一處石灰巖石采石場中，考古人員發現了一塊奇特的生物化石。這塊化石殘留有翅膀，嘴里有牙齒，翅膀前端有爪，并有著像蜥蜴一樣的由多節尾椎骨組成的長尾。這塊被稱為“始祖鳥”的化石的發現，使許多考古學家和古生物學家為之振奮不已。因為不少人堅持的“鳥類是由蜥蜴進化而來的”這一觀點，在這里找到了依據。

　　但是，在今天，這一已被人們廣泛接受的觀點突然失去其權威性了。因為在1986年，美國的考古學家在得克薩斯州發現了一種比始祖鳥還古老7 500萬年的鳥類化石，并給它定名為“原始鳥”，鳥類的祖先這一“寶座”因而將被原始鳥奪走。古生物學家指出，如果事實上是這樣的話，那么鳥類是由爬行動物進化而來的這一觀點也將被否定。

　　為了理解發現原始鳥的重大意義，我們有必要以始祖鳥的化石為基礎，看看鳥類的進化過程。關于始祖鳥的起源，英國博物館的龐夫雷特指出，以往人們認為是鳥類祖先的某一爬行動物群體，實際上并不是蜥蜴。始祖鳥是由恐龍家庭的某一“成員”進化而來的，始祖鳥與恐龍既是“遠親”，又是“近鄰”，它們都起源于槽齒類。不可否認，始祖鳥與一種被稱作虛骨龍的小型恐龍，在骨骼上確有非常相似之處，因此早在19世紀，就有一些古生物學者認為，鳥類的祖先是這個群系的恐龍。

　　鳥類是恐龍的后代這種說法雖然讓人覺得難以接受，但如果能把鳥兒與恐龍比較一下，我們就會獲得更多的信心。

　　從外貌來看，許多鳥兒都與恐龍有些相像。恐龍中有一種叫鸚鵡嘴龍，它的嘴與會學說人話的鸚鵡的嘴十分相似。鴕鳥龍的腳和鴕鳥的腳一樣，也有三個腳趾頭，善于走路。鴕鳥龍沒有牙齒，鴕鳥也沒有。鴨嘴龍的嘴活像鴨子嘴，鴨嘴龍游水也像鴨子戲水。鳥類有毛，生活在1?8億年前的聯龍也是全身長毛。鳥類的骨骼是中空的，這樣可以減輕體重，便于飛翔。早期的一些恐龍的骨骼也是中空的，科學家把這種恐龍稱為虛骨龍類，虛骨龍輕巧機靈，外貌和身體結構很像鳥。

　　在探索鳥類起源的過程中，爭論的焦點之一是鎖骨問題。鳥類的左右鎖骨相互粘連，是V字形愈合鎖骨，十分發達。而恐龍的鎖骨則因退化而完全消失了。對此，持“鳥類起源于恐龍”的觀點者認為，恐龍類和鳥類都來源于槽齒類，只是在后來的進化中它們的鎖骨才發生了不同變化，不能憑這一點就說恐龍不是鳥類的祖先。

　　可是，當上述觀點提出來以后，有的科學家又發現了一些帶有鎖骨的虛骨類恐龍，化石分析表明，始祖鳥與虛骨龍的骨骼有明顯的共同之處，但是其中的許多特征是槽齒類生物所不具備的。這樣一來，又推翻了以前關于恐龍與鳥類都起源于槽齒類的觀點。

　　后來，當原始鳥的化石發現以后，持有不同觀點的專家學者們紛紛轉移視線，試圖從原始鳥的身上找出新的理論突破。古生物學家經過分析原始鳥的化石后，驚奇地發現，原始鳥與始祖鳥相比，具有許多更接近鳥類的特征。

　　首先，原始鳥類具有始祖鳥無法比擬的胸骨和龍骨突起特征，而且非常大。更為重要的是它還生有一種奇怪的肩骨，這是由于撐起羽毛的肌肉沿肩骨通過，因而一般鳥類的肩骨都很大。在這一特征上，原始鳥與現代鳥十分相似。其次，原始鳥的骨骼也是中空的，并且具有與飛翔有關的骨骼特征。

　　另外，原始鳥除殘留有普通鳥類所具有的一些特征外，還殘存著一些爬行類動物所具有的特征。例如其尾巴很長，有與脊椎牢牢相連的坐骨，似爬行類動物等等。

　　從以上事實中不難發現，鳥類的起源時間還要往原始鳥以前探究。原始鳥的發現，將有可能否定在此之前的鳥類起源于恐龍的觀點。原始鳥化石的發現無疑為探究鳥類的起源提供了新的資料，但對于鳥類祖先究竟是誰，科學家們仍無法取得一致意見，只有發現了更古老的鳥類化石后才能作最后結論。

　　人們一直認為，始祖鳥(學名古翼鳥)是由爬行類進化到鳥類時的中間階段物種。2011年，考古學家在美國得克薩斯州發現了一種比始祖鳥還古老7500萬年的鳥類化石，并給它定名為“原始鳥”。顯然，鳥類祖先這一“寶座”，將被原始鳥奪走。學者們指出，如果事實是這樣，那么鳥類是由爬行類進化而來的觀點將被否定。

　　關于始祖鳥的起源，諸說不一。有人認為，它與恐龍一樣，起源于槽齒類。兩者既是“遠親”，又是“近鄰”。也有人認為，始祖鳥是由恐龍家族的某一“成員”進化而來的。

　　不可否認，始祖鳥與被稱作虛骨龍的小型恐龍，在骨骼上確有非常相似的地方，因此早在19世紀，古生物學界就有人認為，鳥類的祖先是這個群系的恐龍。但古生物學家經過分析原始鳥的化石后，驚奇地發現，原始鳥與始祖鳥相比、具有許多更接近鳥類的特征。

　　原始鳥生存于2.5億年前的三疊紀時期，當時正是恐龍剛剛出現的時期。所以原始鳥早在恐龍之前，起碼，至今還沒有任何人發現比原始鳥更為古老的恐龍化石。這個發現說明，鳥類起源于原始鳥的觀點有可能取代以往的“恐龍說”。

　　三、兩棲類的祖先

　　1938年12月的一天，印度洋里有條漁船，在靠近非洲東海岸的較深的海里，捕到一條奇怪的魚。

　　漁人們從來沒有見過這么奇怪的魚，它大約15米長，長得倒不難看，全身鋼青色，眼睛深藍色。最特別的是它身子下面的鰭很大，有點像腿。

　　這條魚離了水，只活了四個來小時。船長覺得這的確是一條特別的魚，在科學上或許有什么研究的價值。所以船一靠岸，他就給那兒博物院的管理員拉蒂曼去了一封信。可是那個季節，非洲正熱不可耐，這條肥魚已經開始腐爛了。

　　拉蒂曼看了這條魚，也認為這是一種新奇的玩意兒，應當好好保存下來，給科學家去觀察，去研究。她請了一位專門做標本的人，把這條怪魚的皮剝了下來，塞進些草，做成一個標本。她想，這條怪魚一定是個新發現的種類，因此用自己的名字來稱呼這條魚，叫它做“拉蒂曼魚”，通常叫做矛尾魚。

　　但是真糟糕，當時沒有一個人知道這條怪魚的重要性。要是知道的話，一定會想法子把它身上的每一個部分都保存下來。可是結果呢，只留下一張皮，一個頭顱，還有幾塊零碎的骨頭。

　　這條新奇的魚，實際上是人們所捕到的一種很古老的魚。說它“古老”，并不因為它已經活了20年，50年，或者100年了;而是說，它幾乎和3億年以前生活的一種魚一模一樣。

　　后來，人們在那個海區的深水里，又捕到了幾條相似的怪魚，進一步肯定了先前的發現。

　　矛尾魚有什么特點呢?最引人注意的特點是，它跟遠古時代的總鰭魚一樣，長著獨特的胸鰭和腹鰭。這些鰭的內部骨骼，跟青蛙等兩棲動物的四肢骨骼很相似。此外，它還有能呼吸的鰾。

　　古生物學告訴我們，總鰭魚是一種古老的魚，是兩棲類的祖先。它們在發展中分為兩支：一支登陸生活，演變成兩棲類，例如青蛙;一支留在海洋，也逐漸演變，大部分種類絕滅了，矛尾魚就是這一支的一個代表。

　　在很久很久以前，氣候溫暖潮濕，樹木蔥郁茂盛。在一望無際的沼澤地帶，生活著很多種類的總鰭魚。就在那個時候，有一部分總鰭魚爬上了陸地，成為兩棲類的祖先，發展成為陸上的脊椎動物。

　　后來，地球上起了很大的變動，山崩地裂，氣候變得干燥而寒冷。河流和池塘開始干涸，許多淡水魚都死絕了。人們猜想，總鰭魚也在那個時候滅絕了。所以，1938年發現拉蒂曼魚，看見居然還有活的總鰭魚存在，就好像在青島附近遇見了活的恐龍──青島龍一樣令人驚奇。

　　四、裸子植物

　　裸子植物就是種子無果皮包被的種子植物，如銀杏、松樹等，不開花但結無果皮的種子，有些可以吃，比如銀杏的白果。自白堊紀上半葉直至2011年，裸子植物是地球上最進化和分布最廣的優勢植物。約二十五萬余種，廣泛分布于山地、平原、沙漠、湖泊及河流，少數分布于海水中。中國約二萬五千余種。裸子植物的孢子體高度發達，有明顯的根、莖、葉和花的分化，為喬木、灌木或一至多年生草本。絕大多數被子植物的木質部有導管，韌皮部有篩管和伴胞，但某些水生、寄生、腐生和肉質裸子植物在進化過程中，導管消失了。少數原始的裸子植物沒有導管。葉為有葉隙的大型葉。花通常由花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊組成。

　　裸子植物早期的分類位置隸屬于種子植物門的裸子植物綱。但是，多數近代系統將其獨立為裸子植物門。根據形態學的綜合性狀常劃分為兩個綱：雙子葉植物綱和單子葉植物綱。現代公認被子植物中的喬木、灌木較為原始，草本較為進化，單子葉植物衍源于雙子葉植物。

　　裸子植物與人類生活關系非常密切，其中糧食有稻、大麥、小麥、大豆、高粱、玉米、馬鈴薯和板栗等;蔬菜有青菜、蘿卜、冬瓜、番茄和洋蔥等;油料有油菜、花生和芝麻等;輕工業原料有糖的原料甘蔗，著名飲料茶，紡織原料草棉，高級潤滑油原料蓖麻，國防工業和交通原料橡膠，以及建筑和編織原料竹類;藥物有黃連和薄荷等;建筑用材有樟樹、毛白楊、白樺樹等;許多裸子植物還可供觀賞。

　　五、猛犸的故事

　　猛犸是地球上早已滅絕的哺乳動物，盡管它們生活的冰河時代距今已很久遠，但科學家們對它那富有神秘色彩的生活習性仍懷有極大的興趣。

　　猛犸(又被稱為古象)作為大象的祖先，它們的體形比象要大，嘴里伸出的獠牙比當代的象牙要長得多。因而，從外形上看，猛犸的確給人一種青面獠牙的兇猛感覺，而不像今天的大象那樣溫馴謙和。

　　早在沙皇俄國的彼得大帝時代，著名科學家羅蒙諾索夫就悉心研究過猛犸。猛犸的尸骨殘骸最早是在西伯利亞地區發現的。猛犸的身世來歷在當時就眾說紛紜。有人說，猛犸是由古代統帥漢尼拔用于征戰的戰象，遠征中散落在歐洲大陸，其中一些流落到烏拉爾就凍死了。還有一種推測說是猛犸的尸體是由其生長地──亞洲中部和南部，沿著西伯利亞的河流漂流而至的。法國的杰出科學家居維葉于19世紀上半葉發表了科學的斷言，猛犸的渾身長毛以及長鼻等生理特征足以表明，它們的原產地就是發現其尸骨和殘骸的地方──西伯利亞地區。由于猛犸的骨骼和尸體的發掘地在北極圈外永久凍結的土壤層中，因此，盡管已經歷了千百萬年的歷史變遷，但這天然的冰箱卻使尸骨殘骸保存完好。從1805年到1900年的近百年間，俄國彼得堡科學院共收到過30則關于發現猛犸的消息，但由于交通運輸條件的限制，以及人們的考古科學意識淡薄，人類從未獲得過完整的猛犸尸體。而當時發現的骨頭、牙齒的數量是驚人的。據統計，第一次世界大戰前的俄國雅庫茨克城，平均每年出售14 570千克猛犸骨，而要獲得如此數量的骨頭，大約要找到200頭猛犸才行。以此推斷，當時西伯利亞的猛犸數量十分可觀。

　　1901年，一位獵鹿人發現了一具完整的猛犸尸體，并設法成功地將這具尸體運抵彼得堡科學院。在發掘現場，人們發現猛犸是保持一種“坐姿”死在一個堅硬的大土塊上，頭骨有損傷，肌肉中有明顯的充血現象，胃中尚有沒消化的食物──樹枝和青草，甚至嘴里還有一束沒來得及咽下去的青草。科學家根據猛犸尸體的上述情況及現場環境，對這頭猛犸的死因和自然入葬的情景作出合乎邏輯的推測：在遠古時代的某一秋日里，一頭猛犸漫步在別廖佐夫卡河的河岸邊，不時用長鼻子將青草和樹枝卷進嘴里，突然，河岸邊的土層因河水的長期浸潤，承受不了猛犸這龐然大物的體重而發生坍塌，這頭猛犸束手無策地陷了下去，當它奮力掙扎總算支撐著站立起來的時候，又有大批沉重而堅硬的巖塊砸在它的背上，就這樣遭遇滅頂之災，陷入深淵中，從肌肉充血的情況可以判斷出它最終是窒息身亡的。

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