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罗平生物群 触摸亿万年前的生命

时间:2014-08-25 10:03:02|点击数:|作者:

    现代学者认为,二叠纪末的生物大灭绝是由于当时西伯利亚发生了大规模的火山喷发,大量的二氧化碳影响到了全球气候。火山持续喷发,大约持续了50万年左右 ,最终导致生态系统逐渐崩溃。当时的陆地同样受到灭顶之灾,无时无刻的雨,植物被毁灭,土壤被冲刷进了海洋,无论是海底的珊瑚礁还是陆地上的森林都全部消失。可以想像一个场景,如果潜入海底,仅能看到泥里面硕果仅存的虾子,它们是灾难中的幸存者。
    罗平生物群所处年代大约是2.4亿年前的三叠纪,此时正是大灭绝之后物种恢复的一个鼎盛时期,作为中国珍稀的三叠纪海洋生物化石库,这里保留了一条罕见的完整生态链,记载了地球的一段生命复苏史。
    罗平生物群位于曲靖罗平县罗雄镇大洼子村,于2007年被成都地质矿产研究所研究员张启跃发现。2011年11月,罗平生物群入选国家地质公园资格。
    艺术家
    罗平县城到生物群是一条约5公里的崭新柏油路,进入大洼子村地界,路两边已经见不到烤烟和玉米,取而代之的是连绵不绝的山丘,一波接着一波,好似进入一个隐秘的喀斯特山林。将车停在路边,穿过一段上山的小道,我来到了生物群的3号采掘点。这是一个大约长60米、宽40米的斜坡,生物群的发现者、成都地质矿产研究所研究员张启跃正敲击着岩石,忙得灰头土脸。
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    罗平的山体是喀斯特地貌,又是海相沉积(海相沉积指海洋环境下,经海洋动力过程产生的一系列沉积),因此裸露的岩体上可以看见如同年轮一样的层理,这些层理经过亿万年才得以形成,积累了来自陆地的碎屑物、火山灰和宇宙尘埃以及大量海洋生物遗骸。
    沿斜坡缓慢向上,依次划过的是灰褐色的岩石,造型像是一块块层次不齐的巨型夹心饼干。张启跃指着一块岩石上的黑色印迹说:“那是沥青,敲开岩石后就是石油。”我也是直到当时才知道,石油的形成是缘自动植物死后有机物的不断分解(当然还包括其他因素),再经过大自然千百万年的巧妙运作后得以形成。
    张启跃用手抹去一块岩石的灰尘,上面密密麻麻分布着灰褐色的条纹,如非内行人的指点,绝不会知道这些都是远古海绵留下的痕迹。有的则更不易发觉,例如一块普通的黑色印迹,张启跃能一眼识别,并告诉你那就是动物粪便的化石。
    不过,这里最多的还是苏氏圣乔治鱼和肋鳞鱼,有时候,一平方米的石板内就分布了几十条。苏氏圣乔治鱼长约10厘米,黑乎乎的一团,看不出个所以然;肋鳞鱼只有三四厘米长,体侧的鳞片却占了身体的2/3。这两种鱼在2亿多年前的三叠纪海洋的角色定位就像现在的小鱼小虾,一般都是巨型掠食者的餐后甜点。
    罗平生物群的化石分布有大概规律,业界将它们分为上中下3层。下层出土的大多为龙鱼,近期发现的幻龙也出土于这个层面;中层较厚,大量的硅质结核,出土一些蚌类、双壳类;上层也叫虾板,顾名思义就是虾子比较多。
    很难想象,层与层之间尽管距离很近,但这些生物之间却并无交集,有的压根就不是一个时代的产物,所生存的环境更是风马牛不相及。大自然就像一个琢磨不透的艺术家,你永远不知道下一个邻居是谁,更不知道它为什么会这样安排。
    不知不觉已经爬上了3号采掘点的顶端,这里一览无余,喀斯特的山丘越加显得唯美壮观。远处的一个山头就是首先发现化石群的1号采掘点,这里有上万条鱼类化石,俗称观鱼台;2号采掘点尽管被山峦遮挡,却能知道大致位置,不久前这里还发现了幻龙脚印化石,这种生物狡黠而凶残,是当时整个食物链的顶端;而我所在的3号采掘点其本身就是一个“漏斗”奇观,我们正好站在这个巨大漏斗的顶部,漏斗的底部就是九光村,四周耸峙着悬崖,很像一个世外桃源。张启跃告诉我,3号采掘点附近还有一个火焰洞,最深处有80多米,此外,方圆3公里范围内还有8个溶洞等待世人揭开其神秘面纱。
    2011年11月,罗平生物群荣膺国家地质公园。张启跃说:“这里要修建化石博物馆,将3个采掘点连接成一个环线,供游客及学者参观考察”。
    然而张启跃担心的是,现阶段地质公园的建设速度仍较缓慢,按照地质公园的规定,今年年底必须落成完工,但目前仅完成了一条投资800万元的柏油路,其他的公园大门、主碑、解说系统、博物馆等仍未动工。张启跃说:“罗平生物群是当年入选的30多个国家地质公园中评分最高的,但如果这些基础设施建不起来,其资格就会被取消。”
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    顶级掠食者

    离开3号采掘点,张启跃与我一起前往位于大洼子村的化石陈列室。陈列室由两个房间组成,合计约50平方米,有的化石放在桌子上,有的安放于架子上。化石千奇百怪,种类繁多。例如卷成一团痛苦死去的龙鱼,从陆地漂到海洋里的松柏植物化石,罗平强壮鱼由于轮廓太过分明,以至于我会认为它更像一条美味的烤鲫鱼。
    更妙的是另一块肋鳞鱼化石,旁边的黑色印迹是它的粪便。张启跃将微型放大镜递到我眼前,让我仔细观察那团粪便,我居然看见了里面的鳞片,这让我颇感意外。因为肋鳞鱼在整个罗平生物群多到不行,它们的体长一般三四公分,印象中它的角色定位就是被别人吃的,不可能去吃别人,然而肋鳞鱼的食谱中竟然也包括了比它更小的鱼。不得不感叹,物竞天择的凄凉。
    另一个房间内,我还见到了一块幻龙的脚印化石,两脚印间隔约80厘米,这是化石群的最新发现。有的幻龙身长接近6米,在当时是无可争议的顶级掠食者。这让我想到澄江动物化石群的奇虾,两者有着异曲同工之妙,在5.3亿年前的寒武纪,大多数生物仅有几厘米,唯独奇虾一枝独大,身长两米多,它们狂扫水下的一切生物,成为当时的水中霸主。
    澄江化石群距今5.3亿年,它是所有生物起源,目前已经是世界遗产。而罗平生物群的价值在于,它正好处于生物大灭绝之后物种恢复的一个鼎盛时期,罗平生物群作为中国珍稀的三叠纪海洋生物化石库,保留了一条罕见的完整生态链,记载了地球的一段生命复苏史。
    据张启跃介绍,2.5亿年前,地球上经历了一场生物大灭绝,特别是海洋生物受到重创,95%的生物都灭绝了,在之后2.5至2.4亿年之间的1000多万年,几乎是个零生物的时代。慢慢到了罗平生物群这个时候生命复苏了,形成现代海洋生态系统的雏形,现在所有的海洋生物向前追溯,都可以推到罗平生物群。
    圣乔治山动物群位于瑞士和意大利交界处,是三叠纪时代海生爬行动物和鱼类最重要的化石产地,但它所处的中三叠世时期要比罗平生物群晚100万年左右。此外,罗平生物群发现有大量节肢动物尤其是甲壳类节肢动物化石,这与圣乔治山较少的节肢动物形成鲜明对比。
    张启跃说,目前罗平生物群共发现6个动物门,84个属,100多个种,仅新属新种(只在罗平发现的)就有30多个。罗平生物群的价值完全有实力申报世界遗产,一个可行的办法是联合贵州的关岭化石群(比罗平生物群晚约2000万年)等地联合申报世界地质公园,之后就是世界遗产。
    不腐的秘密
    是什么原因让罗平生物群保存如此种类丰富及完好的生物化石,甚至在某些化石的完好程度及丰富性上要超过已经获得世界遗产的圣乔治山?
    研究发现,三叠纪时期的罗平是一片汪洋大海,水温在29摄氏度左右,是大量鱼类的理想栖息地,但之后火山频繁爆发导致生物毁灭。研究小组在一个地层剖面上找到了火山活动的证据。在含化石层20米的范围里,一共发现了5层火山灰,都是相隔一定距离,这说明当时间歇性地发生了一些火山活动,专家认为,缺氧是导致大量生物群体性死亡的直接原因。
    从罗平生物群化石的分布情况来看,在三叠纪时期,罗平并非长期处于缺氧状态,这里存在一个间歇性的环境变化。也就是说,这里的生物并非瞬间全部死亡,而是在一个时好时坏的环境中渐进毁灭。
    研究人员考察了南盘江盆地与罗平碳酸盐岩台地的交界处“八大河”后发现,中三叠世时期,罗平8大河地区应该是南盘江盆地与罗平台地交界的一块高地,从而形成一个障壁岛。在低水位的静水期,生物体正常死亡后沉入海底并分解,当有机体消耗的氧气长期得不到补充,就会造成海底缺氧。然而,当海平面上升的时候,这个障壁岛淹没在海中,罗平的海水与南盘江盆地又可以进行比较充分的交流,从而使这里拥有了足够的氧气,得以让各种生物在这里繁衍生息。
    另一个疑问是,大多数情况下生物尸体在漂移过程中,肢体会腐烂分解,即便沉到海底也极有可能被底栖动物吃掉,但为什么罗平生物群的生物尸体不但没有腐烂,还得到了完好保存,保存的甚至是一条完整的三叠纪海洋系统生态链?
    研究人员经过考察后,在罗平生物群化石的层面上发现了缺氧环境的证据——大量微生物席(厌氧细菌聚居层)。张启跃说:“微生物席由很多微生物积聚在一起,形成一层隔膜,将沉积物和上层水体隔绝,底层空间就形成了无氧环境。微生物席的封印作用与其他因素的叠加,很可能是罗平生物群化石得以完好保存的主要原因。”
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    龙与龙的对决

    去年,罗平生物群4种化石被列入国家首批重点保护古生物化石名录。其中,丁氏滇肿龙(简称丁氏滇龙)、利齿滇东龙、云贵中国龟龙被列为一级重点保护古生物化石,云南龙鱼被列为三级重点保护古生物化石。这4种化石具有罗平生物群典型的代表意义,有利于探讨二叠纪末期生物大灭绝后三叠纪海洋生物的复苏机制以及重塑当时的古环境。
    据张启跃介绍,丁氏滇龙是一种食肉类的小型肿肋龙,牙齿异常锋利。丁氏滇龙的捕食方式很有意思,通常潜伏于海底,遇有小型猎物便拍打海底泥沙,伺机捕杀那些被惊扰的猎物,这与幻龙的捕食方式颇为相似。目前发现的一条丁氏滇龙长约20多厘米,除了幻龙以及一些体型较大的鱼龙外,丁氏滇龙鲜有天敌。
    利齿滇东龙要比丁氏滇龙大,它们的牙齿细长而尖利,这有利于它们刺穿猎物。此外,利齿滇东龙的后肢爪趾骨异常强壮,这就有理由推断,它不但拥有尖牙利齿,更有一双爆发力强劲的后腿。或许它们的捕食策略并不像幻龙抑或丁氏滇龙那样“讨巧”,但利齿滇东龙却能够像猎豹那样等待机会,出其不意,瞬间爆发将猎物一举拿下。
    云贵中国龟龙就是现在乌龟的鼻祖,它覆盖着由无数真皮骨板组成的“背甲”,这些小骨板不仅分布于躯干,还覆盖着它的四肢和尾椎,基本上是武装到了牙齿。张启跃介绍,中国龟龙生活在海底,是一种爬行类猎食者,从目前出土的化石看,这种龟龙身长接近1米,由于背甲很厚,它们鲜少遇见天敌,哪怕是利齿滇东龙那样尖锐、细长的牙齿也奈何不了它们,然而有一种短头鱼龙却让云贵中国龟龙怕到不行。短头鱼龙的头短而粗,牙齿很顿,咬合力惊人,它的嘴巴就像一把老虎钳,锁定猎物之后,“咔嚓”一声龟壳瞬间粉碎。
    龙鱼则是罗平生物群较多的一种鱼,大龙鱼一般有80厘米,小的只有两厘米,就像胚胎,它们的头部长度超过全长的1/3。龙鱼只有鳍,没有脚,鳞片很少,但游泳能力超强。龙鱼虽然处于食物链末端,但它也是一个准猎食者,从一些龙鱼粪便化石中发现有鱼鳞,有的龙鱼化石标本中其肚子里还有未消化的小鱼。
    缤纷水世界
    从食物链底层的双壳类、滤食生活的鱼虾类,再到大型鱼龙等食物链顶端的爬行类,罗平生物群涵盖了一个完整的生态系统,记录了当时海洋生态系统的完整面貌,在三叠纪那个海洋爬行动物争霸的时期,比较有代表性的就是大型鱼龙、蛇颈龙和幻龙,它们处于食物链的顶端,呈现三足鼎立之势。
    一直搞不懂龙鱼和鱼龙的区别。张启跃告诉我,鱼龙属于龙类,龙鱼属于鱼类,龙类有脚,鱼类没有脚。龙鱼只能在水里游泳,但鱼龙却可以上岸爬行。
    鱼龙是一种大型海洋爬行动物,体型类似海豚,具有鳍状构造与流线形的头部,游泳速度惊人,时速可达40千米。鱼龙出现于约2.5亿年前三叠纪时期,它们最早生活在陆地,三叠纪时期逐渐回到海洋中生活,演化为鱼龙。
    在贵州关岭化石群曾发现体长超过10米的鱼龙化石,有些鱼龙看上去适合深潜,因为它们的眼睛大得害怕,直径可达30厘米。于是科学家们推测,鱼龙可以在光线暗淡的夜间或深海捕食,甚至可以下潜到500米深的海洋中。
    蛇颈龙的外形像一条蛇穿过一个乌龟壳:头小,颈长,躯干像乌龟,尾巴短。头虽然偏小,但口很大,口内长有很多细长的锥形牙齿。蛇颈龙长达11至15米,四肢特化为适于划水的肉质鳍脚,使蛇颈龙既能在水中往来自如,又能爬上岸休息或产卵繁殖后代。
    蛇颈龙与鱼龙一样都是海洋爬行类动物,它们由陆上生物演化而来,之后又回到海中生活。从三叠纪开始蛇颈龙和鱼龙就是海洋霸王,两者有时也会火拼,但大家都深谙对方实力,不到万不得已谁也不敢轻易冒险拼个你死我活。但在亿万年的沧桑岁月里,鱼龙的进化速度还是没有跟上环境的变化,鱼龙没有扛到最后,它的霸主地位最终被蛇颈龙取代。
    幻龙也是三叠纪时期海洋中的顶级掠食者。张启跃说,日前它们在罗平生物群的2号采掘点发现了幻龙脚印,掌印约20多厘米,步距两米多,就此推断这只幻龙的体长接近6米。
    由于没有天敌,幻龙就像一个自信的猎手,整个捕食过程显得轻松、奏效,从目前发现的幻龙脚印来看,步距都较为平均,这说明它们大多数时间都是处于一种轻松的状态。
    幻龙是鳍龙类的一种(蛇颈龙也属于鳍龙类),生活在距今约2.4亿年的三叠纪,幻龙的四肢相当发达,有点像鳄鱼,都有扁长的尾巴和4条短腿,它们还有一张长满了钉子状尖牙的大嘴巴,幻龙有时会爬上岸捕食或产卵。
    张启跃说,幻龙的捕猎方式很有意思,它们蛰伏在海底,拍打海底淤泥,惊扰鱼虾让它们游动起来,再吞掉它们。(春城晚报记者 秦明豫 摄影报道)