科普文章----化石网

研究表明远古道森兔是公认的兔形目最早的代表，兔子家族起源于中国。如果要画一张兔子家族的家谱，兔子家族的演化之路是怎样的呢？2007年，李传夔老师团队在内蒙古二连盆地发现了一种兔子化石，大家看这张照片，这个头骨只和人的一节指头差不多大小。兔子化石，李传夔老师团队摄。李传夔老师团队将其命名为“远古道森兔”，它的生存年代可以追溯至5300万年前。道森兔不仅拥有两对上门齿，且已具有一对下门齿。这是兔形目的典型特征，其他牙齿也与时代稍晚的兔形目非常接近。兔牙化石，图源网络。根据全球范围内的兔形目化石证据，我们得知，北美大陆发现的最早的化石是4300万年前，欧洲大陆是3300万年前，非洲大陆的化石则是距今1900万年前。这些数据让远古道森兔成为了名副其实的“世界第一兔”，是公认的兔形目最早的代表。大家可以简单的理解为，兔子家族起源于中国。兔形目只有2科，鼠兔科和兔科。我们通常所说的兔子是指兔科动物。兔科动物的代表是生活在河南卢氏盆地的洛河卢氏兔，它的生存年代是4600万年前。洛河卢氏兔化石，图源网络。那么最后就让我们来简单绘制一张兔子家谱吧。6200万年前，安徽模鼠兔等哺乳动物在我国安徽生活，是整个兔形类的祖先类型。5300万年前，远古道森兔在内蒙古生活，是兔形目最早的代表。4600万年前，洛河卢氏兔在河南生活，是兔科的最早代表。至于兔形目中兔科和鼠兔科的分化时间还有争议，还有赖更多证据的发现。兔子演化示意图，图源网络。讲到这里，不知道大家注意到没有，我们对古生物的研究最直接的证据就是采集化石。尤其当我们看到这些史前兔子化石大部分都又小又破碎，长得又不太起眼，我们就能想象到古生物学研究的艰难。但是我们要相信，随着科研人员的不断研究，我们对兔子家族历史的了解会越来越深入，我们所描绘的兔子家谱也会越来越细致。来源：红网编辑：诸鹏飞

2023-09-01

山东莱阳翼龙化石——回首莱阳古生物百年

山东莱阳的古生物学研究始于1923年，到2023年恰逢百年。百年来这里涌现了许多宝贵的科研成果，相信未来会有更多。日前，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所科研团队对产自山东莱阳下白垩统青山群的中国最早发现的翼龙化石材料，重新厘定了分类位置，并将其归入了神龙翼龙超科。山东莱阳是中国地质古生物学者最早发现恐龙、恐龙蛋、翼龙、昆虫和植物化石的地方，在中国古生物研究史上具有重要地位。山东莱阳的古生物学研究始于1923年，到2023年恰逢百年。1951年，由杨钟健、刘东生、王存义等人组织的考察队在莱阳进行了大规模的野外考察与发掘，收获了一批恐龙及其他脊椎动物化石，其中就包括了最近被重新研究的翼龙化石。1958年，杨钟健在专著《山东莱阳恐龙化石》（图1）中首次报道了这些采自青山群陡山组的翼龙化石，由于化石材料有限，基于严谨的科学态度，并没有对翼龙进行命名。随着60年代新疆克拉玛依乌尔禾的准噶尔翼龙的发现和研究，杨钟健又对莱阳的翼龙化石进行了重新的审视，认为其可能属于准噶尔翼龙属（Dsungaripterus）。此后，仅在2010年，有研究者报道了一件同样产自青山群陡山组的不完整翼龙肱骨，将其归入神龙翼龙科（Azhdarchidae），并认为这很可能代表了这一在晚白垩世非常繁盛的支系的最早化石记录。▲图1 于1958年发表杨钟健院士所著的《山东莱阳恐龙化石》近几十年来，随着更多翼龙化石，特别是来自我国冀北辽西地区中、上侏罗统燕辽生物群、下白垩统热河生物群及世界各地的其他发现，我们对翼龙多样性的认识有了极大的提高。在这基础之上，研究者又对莱阳陡山组的翼龙化石进行了重新厘定，发现它们与准噶尔翼龙科（Dsungaripteridae）的代表类型——魏氏准噶尔翼龙（Dsungaripterus weii）和复齿湖翼龙（Noripterus complicidens）都存在明显差别。例如，莱阳的一件近完整的股骨展现出以下特征：股骨颈细长、股骨近端具气孔、后外侧具一明显凸嵴、股收肌附着向近端迁移等（图2），明显区别于后者，而与神龙翼龙超科（Azhdarchoidea）特别相似，归入该支系，但也缺少其他特征支持更细致的分类；另一件较完整的第一翼指骨也以近端腹侧具气孔区别于准噶尔翼龙科。因此，莱阳地区陡山组并无确切的准噶尔翼龙类化石记录。▲图2 莱阳翼龙化石准噶尔翼龙科及神龙翼龙超科在解剖特征、时代延限及生态类型上均有很大差异。准噶尔翼龙科是一类比较基干的鸟掌翼龙次亚目（Ornithocheiroidea）成员，已命名的种类包括魏氏准噶尔翼龙、同产自乌尔禾的复齿湖翼龙、产自蒙古Tatal地区的娇小惊恐翼龙（’Phobetor’parvus）及产自智利的塞西莉亚都迷科翼龙（Domeykodactylus ceciliae），以其吻端无牙、齿槽骨较膨大、长骨骨壁较厚、股骨骨干极弯曲等特征区别于其他鸟掌翼龙类。准噶尔翼龙科主要生存于早白垩世早期，也有研究者认为一件来自德国上侏罗统的材料也可归入准噶尔翼龙科。魏氏准噶尔翼龙的一些解剖学特征显示它很可能是一种食壳动物：它没有牙齿的吻端具有轴向延长的滋养孔，并以一条斜沟与长牙的颌部隔开，说明其吻端很可能具有角质喙；它的牙齿非常粗壮，且磨损面近乎水平，很可能是咬碎贝壳这一行为导致的。有研究者将准噶尔翼龙类长骨骨壁相对其他翼龙较厚解释为前者的共有衍征，与其依靠频繁起飞、降落及陆地行走能力的加强有关，然而目前更多的证据表明这很可能代表翼手龙类的祖征，而非适应上述功能的特化。神龙翼龙超科同属鸟掌翼龙次亚目，是一类没有牙齿、头骨具骨质嵴的翼龙，在白垩纪特别繁盛，主要包括掠海翼龙（亚）科、古神翼龙（亚）科、朝阳翼龙科及神龙翼龙科等支系。尽管目前在系统发育分析中神龙翼龙超科内部各支系之间的关系还有不小的争议，但通常在更包容的类群中处在与准噶尔翼龙科关系最近的位置上。除掠海翼龙类外，神龙翼龙超科的其余三个支系在我国均有化石记录，例如产自辽西九佛堂组的中国翼龙及朝阳翼龙、浙江临海上白垩统塘上组的浙江翼龙就分别是这三类翼龙的代表成员。到2023年，莱阳的古生物研究恰逢百年，最引人瞩目的恐龙在莱阳发现也刚好一百年了，回首这百年，莱阳的古生物研究可以大致分为以下三个阶段：第一阶段，上世纪二三十年代，莱阳古生物学研究的起步。1923年谭锡畴在农商部地质调查所《地质汇报》（图3）上发表了《山东中生代及旧第三纪地层》，为中国白垩纪地层的研究奠定了基础，同期杂志上北京大学地质学任教的德裔美国地质学家葛利普对谭锡畴采集的昆虫和鱼类等化石进行了研究，发表了《山东之白垩纪化石》；周赞衡也发表论文《山东白垩纪之植物化石》，报道了松柏、银杏和苏铁等，这些有关山东莱阳地质古生物的开拓性论文及葛利普在同期杂志上最早关于热河动物群的研究，揭开了我国古生物学研究的序幕。1929年瑞典古生物学家维曼研究了由谭锡畴在莱阳金岗口村发现的四足动物化石，将其命名为中国谭氏龙，这也是中国最早命名的鸭嘴龙类。▲图3 1923年农商部地质调查所出版的《地质汇报》第二阶段，上世纪五十到八十年代，莱阳古生物学研究的第一个高峰。1951年，杨钟键、刘东生、王存义等在山东莱阳进行考察与发掘，发现了大量的恐龙、龟、翼龙等骨骼化石以及恐龙蛋化石。1958年，杨钟健在专著《山东莱阳恐龙化石》中命名了新中国第一龙——棘鼻青岛龙（图4），以及金刚口谭氏龙，并研究了其他一些角龙类、剑龙类、兽脚类和蜥脚类恐龙（图5）。▲图4 著名的棘鼻青岛龙骨架（现于中国古动物馆展出）▲图5 莱阳鸭嘴龙动物群生态复原图（赵闯绘）之后十几年中，赵喜进、甄朔南、董枝明等人又分别研究命名了莱阳发现的多种恐龙化石。1954-1975年间，杨钟健、周明镇、赵资奎等对莱阳的恐龙蛋进行了研究，并由赵资奎等提出了目前在国际上通用的恐龙蛋化石分类和命名方法。1984年，古脊椎动物学会成立大会和古脊椎动物学术工作会议在莱阳召开，参加会议的有来自全国27个省市自治区的73个单位的153名代表。会议选举产生了第一届古脊椎动物学理事会，周明镇任理事长，张弥曼任副理事长（图6）。▲图6 1984年古脊椎动物学会于莱阳成立第三阶段，2008年以来，莱阳古生物学的继承与弘扬。随着第一次研究高峰的过去，莱阳的古生物研究也进入了相对停滞的阶段，直到2008年汪筱林等在莱阳市博物馆王建华馆长的协同下，对莱阳恐龙蛋、恐龙化石和白垩纪地层进行了考察，莱阳古生物化石的研究进入了一个崭新的阶段。在莱阳市政府的支持下，汪筱林带领中国科学院古脊椎所-莱阳市联合科考队在莱阳金岗口村的1号点和2号点开展了历时多年的野外抢救性发掘（图7），并协助莱阳市政府成功获批“金岗口恐龙遗迹省级地质公园”、“中国科学院古脊椎动物与古人类研究所科研科普基地”等称号，并于2011最终获批“山东莱阳白垩纪国家地质公园”。今年，双方又签署了战略合作协议，将共同为国家地质公园和博物馆的未来建设一起出谋划策，同时还正式挂牌了“中国古动物馆莱阳分馆”。伴随着国家地质公园的建设和开放，不仅学术成果不断涌现、引人关注，而且各类科普活动也开展得如火如荼，积极响应并落实了习近平总书记的“两翼理论”。▲图7 2015年野外发掘莱阳的古生物研究并不会到此就画上句号，近期将会有更大规模的野外发掘活动，相信更多有价值的古生物化石和研究成果将不断的涌现！来源：中国科学院古脊椎动物与古人类研究所作者：宋俊逸蒋顺兴汪筱林编辑：诸鹏飞

2023-08-31

恐龙灭绝后，这里记录下完整的地球故事

地球历经数十亿年演化，见证了一代代生物的兴衰起伏，海陆沉浮，气候变迁。现代人登上历史舞台的时间，对于地球只是短短一瞬。地球历经数十亿年演化，见证了一代代生物的兴衰起伏，海陆沉浮，气候变迁。现代人登上历史舞台的时间，对于地球只是短短一瞬。面对古老的地球，现代科学家们前赴后继，潜心研究，力图勾勒演化全貌，为人类发展提供启示和参考。然而，深埋地下的奥秘怎会轻易让人探知。所幸，在中国西北一个偏远小城，因为特殊的地质构造，足够丰富的化石样本和地质分层得以保留。人们得以一窥恐龙灭绝后，人类诞生前的地球样貌。三代科学家扎根于此，不断从化石残片中解读出消失的生命，失落的历史，以及那个离我们看似遥远，但又无时无刻不在发生联系的上古世界。远古动物种群复原图：真马动物群。图片均为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所供图这里，地下遍布化石和政县位于甘肃省临夏回族自治州，地处临夏盆地，也是青藏高原与黄土高原的交界地区。当地盛产啤特果、花椒等土特产品。在20世纪五六十年代，当地还盛产一种被认为可以镇心安神的奇特中药材——龙骨。然而，这块小小的龙骨即将揭开这片贫瘠山区不为人知的另一面。20世纪60年代，一位年轻人来到和政考察。他是刚从莫斯科大学地质系毕业回国的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员邱占祥。他了解到，当地农民正在挖掘贩卖类似古生物化石的东西。在中医药上被广泛应用的龙骨，已被证实是古代大型哺乳类动物骨骼化石。但在当年，许多农民因为认识不够，且为生计所迫，将大量化石挖掘贩卖。他们甚至将化石砸碎，将骨骼和牙齿分开售卖，获取最大利益。邱占祥乘坐长途客车一路从兰州颠簸到和政县城，当时的县城只有一条未被硬化的土路。经过广泛采集研究，邱占祥立即请求当地政府在民间搜集标本，建立博物馆，进行保护。“化石损毁一块，就再也无法复原。这些都是研究远古地球的重要资料和证据。”1987年，邱占祥联合甘肃省博物馆研究人员共同发表了第一篇有关和政化石新种的学术论文，专题介绍了和政无鼻角犀。这篇论文立即引起国内外广泛关注，也让蕴藏丰富化石的和政第一次出现在世人面前。如今，和政古动物化石博物馆已收藏超过4万件古动物化石，分3纲17目250多个属种，其中一级品达43件。以距今2650万年前的巨犀动物群、距今约1600万年的铲齿象动物群、距今约1000万年的三趾马动物群和距今约250万年的真马动物群的化石最为丰富。“数量丰富，种类繁多，保存完整，世所罕见。”和政古动物化石博物馆讲解员张海莲这样形容博物馆在古动物化石界的地位。临夏州仅约0.8万平方公里，国土面积相当于半个北京市，却拥有100个化石发现地点，其中和政县出土量最多。“这里的地下遍布古动物化石。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛忘不了第一次进入采掘化石的洞穴的场景。沙砾及红土构成的岩壁上，密密麻麻地镶嵌着古动物化石。它们或整齐排列，或呈完整形状，或层层堆叠，展示在每一位来访者面前，生命被时光凝刻，岩壁成为最美的画板。那一刻，大地的心跳、生命的律动、远古的呼唤，一齐映入眼帘，涌上心头，让研究人员久久无法平静。他们将通过海量的化石，为我们揭示一个个完全陌生，却又在地球上真实发生过的惊心动魄的故事。远古动物种群复原图：巨鬣狗。这里，揭示出恐龙灭绝后的地球故事6500万年前，恐龙灭绝；700万年前，直立行走的猿人出现。在这之间大约6000万年的漫长岁月里，地球上生活着什么样的生物？人们对远古生物的关注，一般集中在体形庞大的恐龙，或体形微小的单细胞动物如草履虫等身上。但这都是地球漫长演化历史的一部分，仍有许多细节等待挖掘。和政地区发现的化石，完美填补了这一空白。目前，古脊椎动物学界将临夏盆地内，以和政县、广河县和东乡县为主的富含新生代化石的区域统称为和政地区。在此发现的脊椎动物化石包括爬行纲、鸟纲、哺乳纲等超过250个属种，其中含有80多个新属种。这些化石都来自恐龙灭绝后、人类登场前的那个时代。在和政古动物化石博物馆内，有一套独特的化石藏品。它是全球唯一一套铲齿象从幼到老的头骨化石，数量多达24具，从三四个月到40多岁不等。铲齿象曾广泛分布于各个大陆，直到1200万年前才全部灭绝。“一般铲齿象的体重可以达到2.5吨，有的还可以达到3吨到3.5吨。”邓涛介绍。放眼当今世界，体重达到铲齿象级别的动物寥寥无几。然而，通过馆藏化石，我们还能看到更多体形庞大的上古巨兽。馆内收藏有一块巨大的头骨化石，属于临夏副板齿犀。这是一种体重可达7吨至8吨的哺乳动物，它的化石也是在和政县出土的。一块长达一米的下颌骨化石吸引了不少游人驻足。这是陆地上存在过的最大的哺乳动物——巨犀的现存化石。邓涛介绍，巨犀站立时，肩高达5米，头部可伸达7米。它的体重可达24吨，相当于4头最大的非洲象的体重总和，大约是3头临夏副板齿犀的体重总和。由邓涛领导的中美合作团队，依据在临夏盆地发现的头骨化石，确立了巨犀的一个新种——临夏巨犀。临夏巨犀生活在距今2650万年前，当时，我国西北地区气候比较温暖潮湿，生长着许多高大的树木，巨犀能以树冠顶部的树叶为食。和政地区的化石还有很多世界之最。日前，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与和政古动物化石博物馆共同发布了和政地区新生代化石十项“世界之最”：世界上最大陆生哺乳动物巨犀的聚集地，最丰富的铲齿象化石，最大的三趾马动物群，最早的稀树草原群落，最大的鬣狗——巨鬣狗，独一无二的和政羊，熊类的最近祖先——戴氏祖熊，最早的拟声鸟类——和政盘绕雉，保存最久远的蛋白质和最大的马——埃氏马。和政地区发现的化石分属晚渐新世巨犀动物群、中中新世铲齿象动物群、晚中新世三趾马动物群和早更新世真马动物群。按地质时代划分，自恐龙灭绝后，地球进入新生代，包含七个时期：古新世、始新世、渐新世、中新世、上新世、更新世和全新世。目前我们所处的地质年代即为全新世。四种不同动物群指向四种不同的气候环境，揭示出中国西北随着青藏高原逐渐隆升，当地气候环境发生了从温暖湿润向干旱严寒的转变。中国科学院院士、古脊椎动物学家邱占祥研究发现，临夏盆地是欧亚大陆最大的晚新生代哺乳动物化石产地并具有最好的陆相晚新生代地层剖面。这也是和政地区古动物化石海量富集的重要原因。远古动物种群复原图：戴氏祖熊。这里，为何成为化石王国在和政县，除古动物化石博物馆外，还有一个展示埋藏原址、地质剖面的桦林古动物化石埋藏原址馆。走进该馆，可以直观感受当年邓涛等人在洞穴中考察时的震撼。这是一个在三趾马动物群化石原始埋藏区及采洞区上修建的博物馆，也是目前最重要的三趾马动物群化石产地。这里有集中出露并保持原始埋藏状态的化石点，出露面积达1万平方米，化石数量多，种类丰富，还保存有良好的化石采洞，是了解化石原始产出状态和采掘过程的最佳地点。整个博物馆依山而建，采集洞穴在展台脚下蜿蜒环绕。进入内部，两侧岩壁上布满化石遗存，玻璃地板下，一个个古动物化石历历可见，有头骨、躯干骸骨、趾骨……欧亚大陆幅员辽阔，曾有许多适合古生物栖息的场所。为何和政地区能保存如此完整的化石遗存？难道这里也是和“大象坟场”类似的远古哺乳动物集中死亡场所？这一切谜团，都需要一门专门学科——埋藏学来解释。西北大学地质学系教授张云翔认为，临夏盆地特殊的地质环境、板块运动和青藏高原造山运动为化石的埋藏提供了丰富的沉积物，而当时地貌特征导致的快速埋藏为骨骼有效保持提供了外在条件，这些因素综合起来导致该地区化石藏量如此丰富。埋藏学是研究生物遗体从生物圈向岩石圈变化的学科。“如此完整的动物骨骼化石，除非是特异埋藏，否则无法形成，其中即包含着埋藏环境，以及大量动物生存环境与生活方式的信息。”看着博物馆里的化石，张云翔对游客及讲解员们解释道。生物成为化石有一个特定的埋藏过程，而盆地往往是生物聚集的地方。和政地区拥有如此丰富且多层位的化石，在全球生物演化史上都具有独特地位。邓涛认为，青藏高原隆升对和政地区化石埋藏具有重要作用。印度次大陆板块碰撞亚欧大陆板块，导致青藏高原隆升，周边如临夏盆地等进入地质运动活跃期，沉积物不断进入临夏盆地，掩盖刚刚死亡的动物遗骸，后历经千万年的石化作用，终成化石。“越是骨架完整的化石越是珍贵。”张云翔介绍，国外有研究表明，动物死亡后骨架裸露在空气中，快则几个月，就能变成粉末乃至消失。“一定是有突发事件导致的快速埋藏，才能达到效果。”有的动物死亡时聚集在河流湖泊周围，经过河水冲刷，骨骼呈现顺水流方向的排列，故而不能够形成完整骨骼化石。临夏盆地在青藏高原东北缘，堆积了超过800米厚的新生代沉积，这在青藏高原周边绝无仅有。例如，在巴基斯坦，有类似的盆地地形也接受了大量沉积物，但相比临夏盆地的砂岩和黏土，那里大多为砾石，动物骨骼多被砸坏，完整留存下的并不多。“这再次说明临夏盆地拥有得天独厚的地理环境，是当之无愧的‘化石王国’‘古动物伊甸园’。”邓涛说。这里，见证了三代科研人员的传承奉献和政地区化石的保护发现与利用，与三代科研人员的薪火相传、辛勤付出密不可分。多年前，当地干部群众对具有重大研究价值的化石了解并不深，有人还肆意挖掘贩卖，造成珍贵化石的永久性损毁。邱占祥与研究学者们一道，多方奔走，大声疾呼，当地对化石的重视程度也不断提高。邱占祥初次来到临夏，30岁不到，意气风发。如今，他已是耄耋之年，却仍奔走在化石研究保护一线。而他的学生们，也已继承老师衣钵，让和政地区化石研究不断开花结果。邓涛回忆，2000年夏天，邱占祥在东乡族自治县野外考察时，由于低血糖晕倒。同行之人翻山找到一户村民讨要冰糖，化水后给邱占祥喝下，他的症状才得以缓解。当晚回到县里，邱占祥仍坚持给全县干部作报告，为他们讲解化石的科学价值及其促进地方发展的重要意义。在邱占祥的带动与影响下，和政地区迎来了一批批来自全国乃至全球的学者，他们共同将和政化石的内涵和意义不断发掘并展示在世人眼前。邓涛师从邱占祥，是研究和政地区古动物化石的第二代学者。野外考察充满危险和挑战。一次考察中，邓涛一行人在一处陡崖采集化石。突然，一块一米见方的岩石从悬崖上落下，在掉落过程中碎成几块，其中一块就砸中了一位考察队员的肩膀，人从坡上滚落下来，醒来后记不起任何事情。“我们赶紧把他送到医院。医生说这是典型的脑震荡，但万幸脑颅没有受伤，第二天慢慢恢复了。”邓涛说。有时，考察队员为了方便采集，在夏天进入洞穴。此时洞内雨水密集，容易引发土质疏松，他们冒着塌方的危险，在洞内一干就是几个小时。“有时候出洞才觉后怕。”邓涛告诉记者。2003年，和政县建成了全国唯一的晚新生代古哺乳动物化石博物馆。2013年，和政县又在松鸣镇桦林村修建古动物化石埋藏原址馆，全面展现三趾马动物群化石原址的埋藏状况。依托丰富的化石资源，和政地区吸引了大量周边游客。当地打造化石旅游、地质旅游、科普研学旅游等多个特色旅游项目，带动村民端上“文旅饭”。“我们正在举全州之力申报世界地质公园。”临夏州申报创建临夏世界地质公园办公室副主任马东升介绍，临夏州正将富集化石的县市联合起来申报该项目，园区涉及和政县、东乡县等6个县（市）、66个乡镇，总面积约2120平方千米，覆盖人口116.6万。公园将建成以白垩纪恐龙足印和晚新生代古动物群为突出代表，以晚新生代地层、北方丹霞地貌和黄河三峡景观为重要补充，融合当地特色文化，集地质、生态、文化于一体的综合性地质公园。直到今天，临夏盆地的山间依然时常可见考察队员辛勤耕耘的身影。北京大学地球与空间科学学院特聘副研究员江左其皋是第三代接续研究和政化石的科研人员代表，他认为，目前的发现仍是和政地区化石的冰山一角，未来研究前景非常广阔。他愿站在前人的研究基础上，继续为和政地区的化石研究、科普以及文旅事业作出贡献。来源：新华每日电讯作者：胡伟杰钟思睿（新华每日电讯记者）编辑：诸鹏飞

2023-08-11

恐龙也会骨质疏松？化石里藏了哪些传染病密码？

通过研究，科学家们在恐龙等古生物身上发现了传染病的痕迹。如果把人类的历史写成一本书，传染病一定是其中最恐怖的几页之一。其实，不止人类，几乎所有的生物都有它们各自恐惧的传染病。那么，古生物是否也会受到传染病的困扰？研究人员又是通过什么方法发现它们身上的传染病的呢？“病入骨髓”的化石传染病的致病因素一般是微生物或体型微小的动物，这些疾病的罪魁祸首几乎都是软体结构，很难成为化石保存，更不用说和它们的寄主一起保存下来。而且，绝大多数传染病都是在内脏器官等处发病，而内脏只有在极偶然的情况下才能形成化石保存下来。所以，想通过化石研究古生物是否存在传染病几乎是不可能的。然而，疾病是无孔不入的，少数古生物在染病后，骨骼等硬体结构随病情扩散受到影响，而这些骨骼症状恰好又得以保存形成化石。古生物的不幸变成了古生物学家的“幸运”，很多古生物学家特别期待发现一些“病入骨髓”的化石，以了解远古时代的传染病。梁龙骨质疏松为哪般？2022年，古生物学家在美国发现一具保存了头骨和部分颈椎的梁龙类化石。梁龙是一类体型巨大的蜥脚类恐龙，为减小体重负担，它们的脊椎上有很多孔洞。可让人惊讶的是，这只生活于晚侏罗世、正处青春期的恐龙颈椎孔洞附近，竟有一系列奇怪的、没有任何分布规律的骨质结节。这些骨质结节是什么呢？古生物学家将新标本与已发现的其他梁龙类颈椎对比后，未发现任何类似结构。随后，他们使用电子计算机断层扫描（CT），发现蜥脚类恐龙具有结节部分的骨骼本应是实心的，而这只恐龙却出现了骨质疏松现象。 骨质结节附近并没有骨骼受伤愈合的痕迹，因此不是外力所致。同时，古生物学家发现，现生动物的疾病感染扩散到骨骼后也会出现类似结节——这只梁龙很可能是生病了。梁龙脊椎上的孔洞和现生鸟类的类似，而现生鸟类的孔洞是用来附着一种辅助呼吸的器官——气囊。由此，古生物学家推测，这只梁龙和鸟类一样具有气囊，且很可能是呼吸系统发生了病变。可什么样的呼吸系统疾病会影响到骨头？古生物学家首先想到的是癌症，因为之前的研究中，在多具恐龙化石上都发现了受癌症影响的病变骨骼。但癌症多发于动物老年阶段，这只恐龙正处于青春期。除此之外，现生鸟类气囊发现癌症的案例极少，即使有，也未发现类似影响。因此，癌症基本被排除。之后，古生物学家把目光对准了气囊炎——一种现生鸟类常见的呼吸系统疾病。研究对比发现，一些鸟类的呼吸系统受到真菌感染并扩散到骨骼后，会出现和新标本类似的构造。基于这些研究，古生物学家认为这只恐龙不慎把致病真菌吸入身体里，导致患上严重的气囊炎，这可能也是它“英年早逝”的原因。肺结核：亿万年前的噩梦除这只梁龙外，古生物学家还在其他恐龙以及同时期爬行动物身上发现了呼吸道传染病存在的痕迹。例如在白垩纪的蜥脚类恐龙和三叠纪的海生爬行动物幻龙的肋骨上，都发现了一些奇怪的小骨包。对其进行切片研究后，他们发现这些骨包的截面显微结构与现代肺结核引起的肋骨病变相似。肺结核是一种由结核分枝杆菌引起的疾病，在医学不发达的年代致死率极高。而这些化石正说明，恐怖的肺结核等传染病很可能在中生代时期就已经在动物间传播了。发现无止境，探索无终点。除了骨骼化石，古生物学家还在琥珀中发现，曾让人闻之色变的鼠疫、疟疾在千万年前就存在了。通过这些研究，我们对一些传染病病原体的演化历史及其症状表现有了深入了解：有的病原体生存时间可能长达上亿年，甚至“挺”过了白垩纪末大灭绝而生存至今，可见其生命力之顽强。这说明，为保护自己与身边人的健康，我们针对一些传染病的防范工作绝不可松懈。作者：裘锐编辑：诸鹏飞

2023-08-07

远古海洋霸主巨齿鲨之死

视频来源：现代快报全媒体8月4日，电影《巨齿鲨2：深渊》上映，杰森·斯坦森与吴京联手迎战巨鲨，这种凶猛残暴的深海巨鲨给人留下深刻印象。而现实中，这种远古巨鲨早已灭绝，它到底是死于谁手？视频来源：现代快报全媒体8月4日，电影《巨齿鲨2：深渊》上映，杰森·斯坦森与吴京联手迎战巨鲨，这种凶猛残暴的深海巨鲨给人留下深刻印象。而现实中，这种远古巨鲨早已灭绝，它到底是死于谁手？它留下了哪些化石遗存？现代快报记者采访了南京古生物博物馆展陈部主管、古生物学博士贺一鸣。贺一鸣收藏着一枚巨齿鲨牙齿的化石。这枚化石非常完整，边缘锋利，形似宽大的矛头。“这有10厘米长，但不算最大的。最长牙齿化石的有19厘米。”他介绍，巨齿鲨全名应该叫“巨齿耳齿鲨”，生活在距今大约2300万年至360万年前的海洋，几乎全世界都有分布。目前，科学家推测它的长度可能在15米到20米。这个巨齿鲨牙齿化石长约10厘米贺一鸣介绍，目前发现的巨齿鲨化石最多的是牙齿，巨齿鲨跟其他鲨鱼一样，都属于软骨鱼类，而软骨是极难被保存成化石的，只有少量椎骨、头骨化石保留下来。最著名的是1926年在比利时出土的一套椎体，由150个椎体组成，椎体长度从55毫米到155毫米不等。巨齿鲨的椎骨数量比任何现存的鲨鱼都要多，推测原本可能超过200个椎骨，现存的鲨鱼中只有大白鲨与它们最为接近。巨齿鲨模型贺一鸣向记者展示了巨齿鲨的模型，它张开狰狞巨口，跟电影里颇有一些相似。“其实，不管是我这个模型，还是电影里的巨齿鲨，都是根据现有化石的特征，结合大白鲨的外形复原的。”巨齿鲨和大白鲨都是鼠鲨目的成员，曾有研究认为它们都是该目下属鼠鲨科的成员，但新的分类将巨齿鲨单独列为了耳齿鲨科。但大白鲨的体长只有4-5米，巨齿鲨的体型是大白鲨的三倍以上。“巨齿鲨可能是地球生命史上最致命的海洋掠食者。”贺一鸣介绍，巨齿鲨在其生活的年代，堪称难逢敌手。化石证据表明巨齿鲨捕食的动物种类非常多，主要是各类鲸鱼目动物，例如海豚、小型的须鲸或是其他大型鲸鱼。“我们在很多大型鲸鱼的骨骼上发现过巨齿鲨的咬痕。除此之外，它们也会捕食海豹、海牛和海龟。鲨鱼是机会主义者，它不介意捕食较小的鱼和其他鲨鱼。”贺一鸣介绍，同时期的海洋生物，唯一能与巨齿鲨“掰掰手腕”的，只有梅氏利维坦鲸。这也是一种已经灭绝的远古巨兽，它与现存的抹香鲸是亲戚，体长大约有14到18米，利维坦鲸拥有地球生命史上已知最大的牙齿。现在也常有古生物迷，喜欢分析巨齿鲨与梅氏利维坦鲸，谁的战斗力更强。贺一鸣认为，巨齿鲨应该不太愿意招惹梅氏利维坦鲸，毕竟鲸鱼喜欢群居，双方个体的战斗力相当时，通常来说群居的一方更具优势。巨齿鲨牙齿化石边缘依然锋利如今的海洋中，已无巨齿鲨存在。是它与梅氏利维坦鲸的竞争者中落败，导致了灭绝吗？其实，巨齿鲨并没有败给同时期的生物，而是败给了“天时”。目前主要观点认为，是因为当时地球环境的变化，地球进入冰河期，总体环境变冷，海平面大幅下降，浅海温暖区域变少，巨齿鲨的合适的幼崽繁殖区域也相应大幅减少。同一时期，很多大型的鲸鱼转战到了寒冷的水域，而这些鲸鱼正是巨齿鲨的食物来源。最终，饥寒交迫的顶级掠食者，死在了冰河期。贺一鸣说：“气候变化对顶级掠食者产生致命影响，这不是孤立的。大名鼎鼎的陆上霸主剑齿虎，很可能就是因为冰河期转暖而灭绝的。”电影设定中，巨齿鲨并未彻底灭绝，而是栖身于深海中。从科学的角度，存在这种可能吗？贺一鸣表示，目前对巨齿鲨的研究普遍认为，它们喜欢温暖的浅海环境，那里食物丰富，而深海食物缺乏且寒冷，更不要说巨大的水压。“所谓万米深海潜藏的怪兽应该只是电影针对剧情所需的虚构。”他介绍，万米深海确实存在很多生物，但它们为了适应那里的极端环境，身体已经高度特化，并不能够像电影里那样随意上浮到海面上。巨齿鲨模型电影《巨齿鲨2》中，巨齿鲨还能游到近海沙滩捕食，这同样也是“剧情需要”。现实中，游向浅滩对大多数鲸类和鲨鱼来说都是自杀行为，因为这极其容易搁浅。“不过，虎鲸是一个例外，有不少虎鲸冲滩猎杀海豹的记录。科学家观测证实，冒险冲滩捕食在虎鲸的圈子中也是少数行为。”贺一鸣推测，电影里这段剧情应该是参考了虎鲸。既然，现实中巨齿鲨已经灭绝，它有后代留存下来吗？众所周知，恐龙灭绝后，鸟类作为其后裔繁衍至今。但现今的大白鲨却非巨齿鲨的后裔，“它俩不算父子关系，只能算是‘表兄弟’吧，有亲缘关系，但没有那么紧密。”贺一鸣表示，巨齿鲨并未留下后裔。记者：是钟寅（现代快报）编辑：陈海静

2023-08-05

《西游记》中的地质学

《西游记》是我国四大名著之一，其中故事脍炙人口。这次，我们用地质学的眼光来重温经典。孙悟空大闹天宫搅得天庭鸡犬不宁。众神降他不住，玉皇大帝叫如来帮忙。如来将孙悟空压在五行山下，撇下一句：“他（玉皇大帝）自幼修持，苦历一千七百五十劫，每劫该十二万九千六百年。”照这个说法，玉皇大帝有二亿二千六百八十万岁。按照地质时代划分，玉皇大帝诞生于地质历史时期的三叠纪（三叠纪：是地质年代表中的一个地质纪元，距今约2.52亿年至2.01亿年前）。影视剧中飒爽英姿的孙悟空地球上曾有过几次生物大灭绝事件，在玉皇大帝诞生之前的二叠纪末（大约2.52亿年前），地球上经历了规模最大的一次集群式灭绝事件。据科学家估计，这次灭绝事件让全球总共约57%的科、83%的属、96%的海洋生物物种以及75%的陆地生物物种消失了，包括三叶虫。这次事件让生态系统遭到重创，很多陆生植物群完全消失，大地一片凄凉。二叠纪晚期盛极一时的爬行动物几乎全军覆没，幸好有一种名为水龙兽的动物躲过一劫，否则，就不会有后来的哺乳动物，也就没现在的人什么事了。水龙兽想象图《西游记》中，玉皇大帝是天上最大的神。在他得道之前，大概是有肉身的，如果按照从人到神这个“进化”路数，经过的“劫”大部分是在肉身。在他诞生的三叠纪中期，恐龙曾小范围出现。由于一系列地质事件，导致大规模火山喷发，释放出大量的二氧化碳及二氧化硫等温室气体，使地表环境恶化，同时海洋酸化，大量的生物灭绝。恐龙却神奇地逃过一劫，在这之后很长的一段时间里开始统治地球，成为暂时的主人。三叠纪的古生物复原图，天上飞的翼龙，地面上的恐龙不妨大胆猜测，也许玉皇大帝就是当时恐龙家族中的一员。白垩纪末的生物大灭绝事件，陨石撞击地球，他当然赶上了。这是玉皇大帝生命中的一大“劫”，跨过去，他离成“神”又近了一步。撇开玉皇大帝不谈，说说《西游记》中的主角孙悟空。第一回孙悟空登场，他是怎么出生的呢？书上说，“那座山正当顶上，有一块仙石……四面更无树木遮阴，左右倒有芝兰相衬，盖自开辟以来，每受天真地秀，日精月华，感之既久，遂有灵通之意，内有仙胞。一日迸裂，产一石卵，似圆球样大，因见风，化作一个石猴。”这就是“齐天大圣”孙悟空。孙悟空是从石头里蹦出来的？真是好玩。这该是一块怎样的石头？现在几乎人人都知道，人是从猴子变来的。猴子竟然是从石头中崩出来的？那远古时候的人，也该是从石头中崩出来才对。难怪古书上说，那些历史上威名远扬的大人物，多是母亲躺在一块石头上，看到月亮，或梦到长虫，有感而孕，大人物由此诞生，看来那块石头有猫腻。这当然都是小说家言，当不得真。关于崩出孙悟空的这块仙石，原型有两种，一说为泰山的“极顶石”，一说作者吴承恩为淮安人，花果山参照的是连云港的云台山。当地附近的小村落里，就有关于唐僧之父陈光蕊的很多传说，《西游记》中的一些段落，即取自那里，绝非作者凭空编造。若是第一种，现有的研究表明，泰山上有一种花岗质岩石，形成圆球，可能与这一类岩石的“球形风化”有关，孙悟空从圆球里面崩出来，倒是很有可能的。对这些岩石测年发现，它们的年龄多在27亿年左右，也就是在最为遥远的太古宙。那时大地灰蒙，苍凉荒芜。泰山极顶石“似圆球样大”可是问题来了，孙悟空如果这时候从石头里崩出来的话，他就远比玉皇大帝古老得多，所受的劫难，自然要比他多，最后凭什么玉皇大帝成了天上最大的神？孙悟空只是个区区弼马温？要受他欺凌，取经路上遇到困难，还得低声下气请他手下帮忙。如果是第二种，花果山的原型是连云港的云台山。巧的是，那里也有一套火山碎屑岩，主要有安山岩等，形成“圆球样大”倒是很有可能的，对这些岩石测年发现，它们多在三叠纪、侏罗纪。若是三叠纪，就和玉皇大帝同时，应是不可能的。那很有可能是恐龙繁盛的侏罗纪（距今大约2.01亿年至1.45亿年前），也就是说，孙悟空活到现在，大概有1.7亿岁。世上最长寿的人当然都比不过他，可能山上的有些石头和他同龄。连云港云台山景区一角《西游记》中的孙悟空到底有多少岁呢？孙悟空大闹天宫，在五行山下被压了整整五百年，之前他的魂魄曾被阎王的下属勾到地府，地府的工作人员对他说：“孙悟空阳寿已尽，该寿三百四十二岁。”两者加起来，算上他在天上当弼马温（天上一日，地上一年）以及在地上当“齐天大圣”那段潇洒日子，满打满算，最多九百岁。唐僧取经的具体年份是唐太宗贞观十三年，也就是公元639年，再往前推900年，即公元前250年前后，正是中国的春秋战国时代，按照《西游记》的说法，孙悟空大概是这时候出生的。上面不是说他只比玉皇大帝小一点，有1.7亿岁吗？怎么又是出生在我国的春秋战国时代？《西游记》是我国伟大的小说，现代地质学概念，引入我国也就百年。《西游记》的作者吴承恩自然不会想到我们脚下的石头，会有年龄，而且在几百年之后，有一个叫“科学”的东西同他笔下的孙悟空一样，突然崩出来。由现今的“科学”观照古时的“小说”，本身是不对等的，这就是《西游记》中的孙悟空“出生”在春秋战国而实际应和恐龙差不多同时的原因。反过来，这种对古时小说的科学观照，小说不会因此而失色，只会愈显其伟大，科学摇旗呐喊，不过扮演着助兴的角色。来源：中科院地质地球所作者：张运昌编辑：诸鹏飞

2023-08-04