神秘的海中神石——菊石

■彭博

在距今大约2亿年前的海洋中生活着一种叫做菊石的动物。这是一类什么样子的生物呢？好吧，现在就让我带你到中生代的海洋里去看看。

鱼龙在海水中自由穿梭，凶猛的海洋长口鳄追赶着逃窜的鱼群，蛇颈龙则在近海海域寻找着食物——它们是当时海洋的统治阶级，因为它们有着庞大的身躯、锋利的牙齿以及巨大的力量。然而从数量上看，它们并不是当时海洋的优势类群，菊石才是这个舞台的主角。它们广泛分布在200米以内的浅海海域，能够快速游泳，以其他小型生物到顶峰，成为与恐龙齐名的中生代代表生物。然而，在白垩纪末的又一次大规模生物灭绝事件中，它们也与恐龙一样消失得无影无踪。如今，我们只能在晚古生代和中生代的海相地层中发现它们的化石，这些化石对于地层和古生物学研究有着巨大的价值。

菊石化石

在欧洲的很多地方，镇一直遭受蛇的折磨，直到女修士圣希尔达把它们全部变成石头。在当地周围的峭壁上出露有侏罗系的页岩，这些页岩中富含菊石化石，其中包括为了纪念女修士圣希尔达而被古生物学家命名为Hildoceras（马蹄菊石）的那些种类。

构造特征

由于菊石早已灭绝，我们只能从其化石的形态和特征来推测菊石原本的面貌。但幸好现代海洋中还有它们的近亲——具有“活化石”之称的鹦鹉螺，可以用来帮助我们更好地认识菊石。

菊石壳体大部分是旋卷的，呈两侧对称，为盘状或者椭球状，也有壳形呈不规则的螺旋状、喇叭状等。在最为常见的旋卷形壳体中，壳体旋卷一周为一个壳圈，外围最后一个壳圈之内的低凹部分叫做脐部。出露的大小不一，内外壳圈的接触线称脐线。菊石的体管简单，无复杂构造，一般在内部壳圈中有向后延伸的隔壁领，形成后伸体管；到外部壳圈逐渐变成向前延伸的隔壁领，形成前伸体管。另外，菊石的体管总是靠近边缘而且通常在外边缘。壳面一般都有与壳口边缘平行的横向壳饰以及与壳圈旋转方向一致的纵向壳饰，腹部的旋向粗脊称为腹棱，有些壳面上还有瘤、刺等。

总体来讲，菊石跟鹦鹉螺在壳体方面的区别在于：菊石的壳体要稍微薄一些，体管相对简单，隔壁向壳口方向延伸。此外最重要的是，菊石有复杂的缝合线，而鹦鹉螺没有！

缝合线

缝合线是菊石隔壁跟壳壁内面接触的线。其他头足动物的缝合线呈简单的弧线或者直线，但菊石的缝合线则相当复杂，任何对菊石的描述、分类必须建立在讨论缝合线的基础上。缝合线向壳口方向弯曲的部分称为鞍，向其反方向的部分称为叶，然后根据处在壳圈之内不同的位置分别命名为腹鞍、腹叶、背鞍和背叶。据此，缝合线类型有以下几种：

1.由一些简单的鞍和叶组成，称为棱菊石式缝合线，为大多数古生代菊石动物所具有。

2.由锯齿状的或者有饰边的叶以及圆形的不间断的鞍组成，称为齿菊石式缝合线。齿菊石是具有这类缝合线的菊石的典型例子，它们在中生代的三叠纪占主导地位。

3.叶和鞍都有饰边并分化出许多小叶的缝合线，称为菊石式缝合线，大多出现在侏罗纪和白垩纪。

我们在菊石化石表面看到的那些漂亮的曲线和花纹就是缝合线。从菊石出现到最后灭亡，缝合线扮演了“指示剂”的角色，从缝合线的变化我们就可以简单了解整个菊石的演化过程。

演化进程

最早的菊石是无棱菊石类，出现在早泥盆世。中泥盆世开始演化出棱菊石类，是晚古生代最重要的菊石，繁盛于石炭纪和二叠纪。三叠纪以后，齿菊石大量发展，并且分化出叶菊石，随后壳饰发育的菊石类在侏罗纪及白垩纪极其繁盛且非常重要。白垩纪晚期菊石迅速衰退，末期全部灭绝。由此，菊石大致可以分四个发展阶段：泥盆纪以无棱菊石为主，石炭纪和二叠纪是棱菊石繁盛的时期，三叠纪以齿菊石类为主，侏罗纪和白垩纪则是菊石类的全盛阶段。

这种演化反映在形态特征上则表现为：缝合线由简单到复杂；体管由后伸体管变成前伸体管；壳形由松卷到旋卷；壳饰从无到有，从简单到复杂。

灭 绝

相信大家对白垩纪末恐龙的灭绝都有一定的了解，然而在海洋里发生的生物灭绝事件规模更大，影响更深远。

在整个生命历史中先后发生了五次全球性灭绝事件。由鹦鹉螺演化而来的菊石在早泥盆世出现在海洋之中，此后虽然受到几次大灭绝事件的重创，然而它们并没有一蹶不振，反而在大灭绝后迅速复苏和发展，并且在白垩纪以多姿多彩的面貌全面占据海洋各种环境。遗憾的是，它们还是和恐龙一起彻底消失了，甚至留下比恐龙灭绝更加难解的谜团。有太多关于这次灭绝的可能原因或者假说被提出来，但是我们不可能还原6500万年前在我们的星球上发生的事情，只能从现有的发现和研究去推测或证实那些假说。然而，有一点是肯定的：无论是灭绝或是下一次的起源，生命的演化是永恒的！

虽然菊石全部灭绝了，但它们的化石却成为我们了解地球演化历史最重要的地质记录之一。由于菊石动物演化迅速、特征明显，其对生物地层的作用，特别是对地层划分和对比方面的贡献，在众多生物化石中是首屈一指的。菊石组合定年的精度之高使之成为中生代所有生物类群中的无冕之王。我们相信，尽管现代科技手段和实验方法不断提高，但菊石在地层古生物学研究中仍然有着无可替代的作用，许多问题依旧需要靠菊石化石来最终解决。