科普文章----化石网

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