白琳

瓶状化石：前寒武纪海洋中一类难以捉摸的“小家伙”

白琳

浩瀚的海洋是生命的母巢，它不断蕴育着各种物种：静谧的植物、活泼的动物、无所不在的微生物，以及很多我们无法想象的生物，它们都是海洋的孩子。提及很久很久以前远古时代的海洋，人们耳熟能详的大都是炫彩的珊瑚、优雅的海百合亦或是丑陋但可爱的三叶虫，它们繁多的种类、大量且完整的埋藏，都为后人探索远古海洋生命的奥秘做出了巨大的贡献。本文的主人公也是海洋的一份子，但它生来便体型微小，结构简单，如果不是一次意外的挖掘，也许到现在这些可怜的小家伙依然长埋地下，不为人知。这就是本文的主人公：瓶状化石。

1984年的秋天，西北大学的张录易研究员在陕西省最西南角的宁强县发现了震惊中外的“高家山生物群”。秋天是收获的季节，就在这5.5亿年前的地层中，伴随着生物群其他化石的面世，一个不起眼的“小家伙”引起了科学家的关注，它没有四肢只有躯体，没有五官只有浅纹，体型小的只有不足一个毫米，或被立体地镶嵌着，或被平面地压实着，三三两两地散落在泥岩之中。然而这并不是瓶状化石的第一声啼哭。其实最早的瓶状化石发现于1933年的瑞典，那时还不叫瓶状化石。因为体型太过微小，形态特征也太过简单，无论是大的小的高的矮的胖的瘦的，它们一个个就像各种各样的花瓶，一致地拥有瓶身和瓶颈。没有人知道它们究竟隶属于哪一类生物，因此对它的研究也就随之搁置了。直到1980年，两位伟大的古生物学家K noll和Vidal“旧事重提”，把在瑞典发现的但却一直被忽视的“小家伙”连同美国、巴西、沙特阿拉伯、以及斯匹次贝尔根岛等地的同类化石汇集起来，赋予它们一个统一的名字——“瓶状化石”。时至今日，丹麦、俄罗斯和塔斯马尼亚岛等地也都陆续出土了有各式各样的“小家伙”，这意味着瓶状化石已经逐渐成为古生物学界一个全新的研究领域。

1986年，古生物学家段承华首次将“瓶状化石”这个名称引入中国，虽然他当时所指的寒武纪的瓶装化石，最后被证实是开腔骨类的残片，但名称的引入仍不失为我国瓶状化石研究历程中一块重量级的里程碑。除了高家山生物群中的瓶状化石，在我国辽宁鞍山、安徽寿县淮南群刘老碑组、湖北峡东陡山沱组王丰岗剖面、湖北钟祥大峪口—王集磷矿区、甘肃文县临江地区陡山沱组、江苏铜山地区淮北群赵圩组、甘肃文县临江地区灯影组、川西甘洛麦地坪组、南江长滩河灯影组磨坊岩段、陕西宁强宽川铺袁家坪化石群、湖北房县西蒿坪组、四川南江灯影组磨坊岩段和陕西西乡梅树村阶等地也都发现了这些“小家伙”。

几丁虫

现代花瓶

有孔虫

现代阿米巴虫

虽然各地发现的瓶状化石都有统一的称谓，但相互之间却仍存在着一定的差异。比如古生物学家张忠英（1994）认为，湖北峡东王丰剖面震旦系陡山沱组的瓶状化石是一种“沉积构造”，然而另一位古生物学家曹芳（2000）则认为张忠英所谓的“沉积构造”是因为化石的壳体与其内部充填物成分不同，其横切面或旋切面显示出深浅不一的色调而造成的。再比如钱逸（1999）认为湖北房县西蒿坪灯影组顶部西蒿坪段和陕西西乡的“瓶状微化石“应该属于后生动物，只是开腔骨一类的散架骨片罢了。然而该观点随后又被曹芳（2000）推翻。它们时而被证实、时而被证伪，尽管如此，古生物学家的研究热情却从未被湮灭。

科学家一直在致力于查明瓶状化石的亲缘关系，最早认为它们是最古老的几丁虫：一类亲缘关系不明、分类位置不定的海生微体古生物化石。两者外形相似，主要都是由似瓶身的壳体和似瓶颈的壳颈所组成，且壳壁分层。两者唯一不同的就是几丁虫的大小在50～2000微米，而瓶状化石的大小只有几十至几百微米，这样看来，瓶状化石与几丁虫貌似是有一定渊源。二十一世纪初，美国古生物学家Porter又认为美国大峡谷的瓶状化石与一些现生具壳阿米巴虫非常相似，但是如此“以貌取人”就想明确瓶状化石的亲缘关系，真的可以站的住脚吗？除了外形，可以研究的，还有它的“内涵”。

瓶状化石的结构简单，呈开放式的瓶口永远让人们想不透它究竟是一个密闭的空间还是像蜗牛一样，在硬朗的囊壳之内还赋存着柔软的身体。随着科学技术的发展，更多的科学家对瓶状化石的原生物质成分做了更加详细的研究。目前国内外已知瓶状化石囊壳的物质组成基本分为两大类:有机质的和矿化的。其中，我国产出的瓶状化石囊壳的物质组成有磷质成分、方解石+散石、有机碳和棕褐色有机组分四种。但它们多为次生产物。也就是说，瓶状化石原生壳质是有机质的，而现在看到的矿化壳壁是成岩作用过程中次生交代的产物。2008年又有学者对瓮安生物群中的瓶状微化石进行了研究，初步确定了那里的瓶状化石硬体壳壁是由生物自身分泌而成，埋葬后经磷酸盐化作用和硅化作用，原有成分被置换。因此目前只能把这些小家伙解释为一类原生生物，但究竟它们是动物还是植物，目前谁也无法断言。

观察了“外表”，剖析了“内涵”，对于这个“小家伙”的研究仍旧举步维艰，于是生活方式就成为古生物学家研究瓶状化石新的突破口。瓶状化石是生活在海洋环境中的，它的埋藏分布没有规律，时而丰富，时而稀少。仿佛现代的放射虫和有孔虫，成群生活，浮游不定。然而真相如何，还有待进一步考证。

1933年至今，瓶状化石的研究学者一直孜孜不倦地探索着。然而从目前的研究现状来看，关于瓶状化石的太多疑问仍然无法证实，“小家伙”就这样披着神秘的面纱向我们频频招手，却始终不愿再多给我们一丁点儿的提示，令人难以捉摸。关于瓶状化石的研究在继续着，会有一辈又一辈的古生物学者为之倾心，为之侧目。相信随着科技的发展，研究的深入，终有一天，这些“小家伙”会向我们展露出真实的面容。

西北大学地质学系■