我小時候看漫畫《哆啦A夢》(那時候還叫機器貓),在“野比的恐龍”這個故事中,強夫的爸爸給他從美國帶了一塊恐龍爪子的化石,強夫拿著就向小伙伴們炫耀。那時候的我只在博物館中見過化石,只覺得化石都是珍貴無比的寶物,而這種刻板印象一直深深地烙印在我的心里。
長大以后,我家搬到了潘家園附近,就是那個特別有名的潘家園舊貨市場,離我家騎自行車只有10分鐘的路程,那時我就經常在周末跑到那里淘寶。當時的舊貨市場和現在完全不一樣,絕少有賣各種假古玩字畫的,大多都是賣破爛的,諸如舊機器舊衣服舊家具什么的,我常看的有兩種:舊書和奇石。這個奇石里,會有好多好玩意兒,其中不乏各種動植物化石,而有一種像蝸牛殼一樣的動物化石,特別多,還特便宜,這就是菊石化石。
菊石 | 二豬
“舊日支配者”觸手怪!
今天物種日歷的故事,說的就是巨菊石——就如字面意思一樣,巨大的菊石。德國明斯特自然博物館藏有一個世界上最大的菊石化石,這種巨大的頭足類學名Parapuzosia seppenradensis,外殼寬兩米五,似乎在訴說著頭足類中的“舊日支配者”——啊不,是奧陶紀外殼長可達9米的房角石(Cameroceras),那曾經的榮耀。
巨型菊石Parapuzosia seppenradensis | Wikimedia Commons
目前普遍會將大型的菊石或角石認為是兇猛的掠食動物,但由于頭足類動物軟體部分難以保存,導致軟體部分的化石極其稀少,所以我們對這些大型動物的了解還是十分有限。有一種觀點是,大型的菊石和角石可能是溫和的濾食動物,就像現代海洋中的藍鯨或鯨鯊一樣,以小型浮游生物為食,巨大的體型只是自保的一種手段。
房角石攻擊廣翅鱟的想象圖 | Offy / Wikimedia Commons
菊石的殼用“隔斷”分割成很多大小不同的“空間”,越靠近頭部,空間就越大,這些被稱為“氣室”的結構通過一個小孔連接,是菊石用來控制自身浮力的裝置,如果需要下潛,就將海水吸入到氣室中,如果想上浮,就把氣室中的水排出去,和我們人類建造的潛艇有異曲同工之妙。雖然它們的外殼十分巨大,讓人有一種大型動物的感覺,但由于它們的殼內大部分空間都被氣室占據,肉體只居住于最末的一節腔室中,并沒有我們想象中的那么大。
我最初以為菊石和鸚鵡螺是同類,而且鸚鵡螺應該是菊石的后代,它倆長得太像了,而且菊石滅絕了,而鸚鵡螺還生活在大海中。后來隨著學識的增長,我發現菊石和鸚鵡螺雖然都屬于頭足類,但兩者關系還挺遠的。
如何區分鸚鵡螺和菊石呢?只要把外殼打磨掉,露出殼里的縫合線,兩者就非常容易區分了:鸚鵡螺的外殼縫合線平直,顯得非常簡潔,但菊石的縫合線比較復雜,而且其中很多呈現出非常精美的圖案。
菊石外殼里的縫合線,把外殼分成一個個腔室 | 二豬
早期的菊石如泥盆紀的菊石化石,縫合線只是有了一些曲度,而到了白堊紀,菊石的縫合線就變得異常復雜,呈現出非常多的鋸齒。有的同學就問了:你說這玩意兒有個啥用?平時也看不見。有一種觀點是,縫合線變得越復雜就能加強貝殼的強度,就能讓菊石用更輕的貝殼獲得同樣的強度,這樣就能加強自身的運動能力并減少能耗,讓它們能夠獲得更強的游泳能力以及更好的防御力。所以菊石被認為是比鸚鵡螺更進步的物種。
蒙特雷灣水族館孵化的幼體鸚鵡螺 | Monterey Bay Aquarium / youtube
幸與不幸,都是玄學
菊石在海洋中生存了3億6000萬年之久,并且成功挨過了兩次生物大滅絕,成為海洋中相當繁盛的一個類群。試想海洋中游來游去的一群群動物,不是閃著銀色光芒的輻鰭魚,而是挺著一個大貝殼噴水前進的菊石,還真是有趣呢。
菊石是如此之多,海洋中甚至有些動物專門演化出了“對菊武器”,比如有一類牙齒相當特別的軟骨魚:尤金齒目(Eugeneodontida),很多種類似乎就專門演化出了吃菊石的適應器。其中更是有旋齒鯊這樣的奇葩,旋齒鯊(Helicoprion)下頜的牙齒排列成一個巨大的螺旋狀圓盤。只要輕輕咬住菊石的肉體,稍微一使勁,圓盤上的牙齒像齒輪一樣往里卷動,就能將菊石肉給勾出來!
旋齒鯊的奇異牙齒化石 | James St. John / Wikimedia Commons
演示旋齒鯊嘴開合的模型,牙齒往內傾斜的時候,菊石會被拽出來塞進嘴里 | Mozenrath / Wikimedia Commons
然而,在6500萬年前,那次使恐龍滅絕的大災變,讓菊石這些古老而進步的頭足類徹底消失了。人們對此眾說紛紜:有人認為是當時海水酸化影響了菊石幼體外殼的發育,也有人認為是海洋浮游生物大量滅絕導致菊石失去了食物,還有人認為是輻鰭魚類的崛起擠壓了菊石大部分的生態位……當然這都是我們的猜想。
然而,看似落后笨拙的鸚鵡螺卻活了下來,一直生活到現在,難道這就是傻人有傻福?這就好像班里的學霸畢業后找不到工作,學渣反而有了鐵飯碗!這簡直是沒天理啊!有一種觀點是,鸚鵡螺雖然在身體結構上相對菊石更加原始,但不少種類的鸚鵡螺生活在深海,深海的環境相對于淺海更加穩定,不易受外界變化影響。而且鸚鵡螺的壽命比較長,有一些個體挨過了大災難后的饑荒,讓自己族裔的血脈流傳至今。
菊石 | 二豬