缅甸琥珀中的远古瞬间

邵峰

缅甸的琥珀开采已有两千多年的历史，主要产区位于缅甸北部克钦邦的胡康河谷，但直到1836年英国探险家哈内来到胡康河谷前，很少有其他国家的收藏家了解这里的琥珀资源。1894年，德国化学家艾姆在分析了胡康河谷的琥珀后发现，其化学构成和波罗的海琥珀有所不同。又因为其硬度比其他产区的琥珀更高，所以艾姆将缅甸琥珀命名为“缅甸石”。

20世纪30年代，迫于全球战乱局面，缅甸琥珀矿大批关闭，对琥珀的研究也一度中止。20世纪70年代，苏联科学家开始前往缅甸收购琥珀并用于研究。在随后的20多年里，琥珀研究热逐渐兴起。1999年，胡康河谷的琥珀商业开采活动恢复。2000年，一家加拿大矿业公司在缅甸进行大规模琥珀开采活动，挖掘出的琥珀化石主要销往美国，其中不少被科研机构购买。接下来，从缅甸琥珀中发现新品种生物的研究成果陆续被发表。

2011年，科学家对胡康河谷琥珀周围沉积物进行铀铅定年分析，鉴定出这里的琥珀形成于距今9900万年前（白垩纪，当时恐龙还未灭绝），推翻了1934年奇伯关于胡康河谷琥珀形成于4000万年前（始新世）的观点。

在全世界七个主要的白垩纪琥珀沉积区中，胡康河谷出产的生物内含物琥珀数量最大，多样性最高。原因主要是胡康河谷在9900万年前是湿润的热带雨林环境，生物多样性极高。那里的环境非常适合已经灭绝的贝壳杉生长。贝壳杉和同为南洋杉科的其他品种一样，树脂分泌十分旺盛，因此有利于形成内含物琥珀。

远古蜥蜴

2006年，科学家从一块波罗的海琥珀中包裹的蜥蜴标本身上，发现了从未见过的趾结构和类似今天蜥蜴脚趾内侧的肉垫。2016年，11块来自缅甸、形成年代更久远的蜥蜴琥珀化石正式对外公布。其中一种蜥蜴一开始被认为是一种古老变色龙，不过后来被划分到两栖动物类。虽然这些远古蜥蜴长度都在几厘米，不过，在计算机断层微型扫描的帮助下，科学家还是看到了它们脚趾上和今天蜥蜴一样辅助攀爬的肉垫。其中一件蜥蜴标本的舌向外伸出，它的舌尖狭长，不同于已知任何一种蜥蜴或蛇的舌部构造。

两条古蛇

缅甸的热带森林是蛇类的理想栖息环境。虽然在很长一段时间里都没有关于蛇琥珀发现的报道，但科学家相信，蛇珀出现只是时间问题。果然，2016年蛇珀终于露面，而且同年里发现了两枚蛇珀。

这两块蛇珀中包裹的蛇都是幼体：一条保存了完整骨骼，被中国地质大学的邢立达副教授命名为“缅甸晓蛇”;另一条只残留了一半躯体，归属尚不明确。那条完整的蛇标本有约97块椎骨，其尺寸和今天的红尾管蛇等蛇类的幼体相近。通过和生活在古代南方超级大陆——冈瓦纳大陆的蛇的化石进行骨结构比较，两者之间存在多处相似。然而，缅甸在白垩纪时位于另一块名为劳伦大陆的北方超级大陆。这说明缅甸晓蛇起源于南半球，然后才逐渐分布到北半球，并維持了数千万年前的原始形态。

花朵制造种子

一枚缅甸琥珀封存了被子植物受精的瞬间。2014年，科学家在一枚缅甸琥珀中发现了由18朵小花（每朵直径仅为1毫米）组成的花序。当树脂淌过这株植物时，其中一朵小花受精的瞬间被凝固下来。在这朵小花的柱头上，花粉粒已经萌发出花粉管并插入柱头。接下来，花粉粒中

的两枚精子将顺着花粉管进入子房，分别和胚珠中的卵细胞和极核受精。这是目前人类发现的最古老的花粉管进入柱头的化石证据。

花是植物的生殖器官，结构更复杂的花能让植物通过虫媒更精准地传播花粉，而不是借助风力漫无目的地四处散播。被子植物的“开花革命”也让它们成功地覆盖绝大部分陆地。

昆虫和苏铁的初次合作

依靠昆虫授粉可能不是被子植物的首创。很长时间以来，科学家都认为，松柏和银杏等现代裸子植物几乎只靠风传播种子。2018年，一枚琥珀告诉了科学家一个不同的演化故事。

在一枚9900万年前形成的缅甸琥珀化石中保存着一只甲虫。南京科学院的科学家注意到了在它身旁的一些小球。三维扫描成像结果显示，小球其实是苏铁的花粉。但花粉并没有位于甲虫身上，而是散落在其附近。通过显微镜观察，科学家从这只长约2毫米的甲虫头部发现了极长的下颚须——传粉昆虫的标志性特化口器。从先前的化石证据看，从至少2.5亿年前起，甲虫和苏铁植物就形影不离了。科学家估计，苏铁从至少1.67亿年前就开始依赖昆虫传粉。被子植物第一次出现是在约1.3亿年前。可见，裸子植物从很早之前就和昆虫开始了协同进化，传粉可能并不是被子植物首创。

长金属角的“吸血蚂蚁”

2016年，科学家从缅甸琥珀中发现“来自地狱的蚂蚁”。这种已经灭绝的远古蚂蚁有长矛般向上方突出的下颚，其中一些的下颚正上方还长有一个角状结构。在这种蚂蚁的口器附近长有和现代陷阱颚蚁一样的纤毛。陷阱颚蚁的下颚周围长有感应触毛，一旦触发，它们锋利的下颚会飞快闭合。科学家猜测，如果有猎物触发了“地狱蚂蚁”的纤毛，它们就会立刻抬起长长的下颚，将猎物抵在下颚上方的尖角上并刺穿猎物。整个过程如同行刑般残忍。

计算机断层扫描结果揭示了更加惊人的细节：蚂蚁下颚上方的角质尖角还含有微量铁，这可能是为了加固尖角的强度，避免尖角被下颚反复撞击而折断。一些现代昆虫依然会用锌、铁、镁等金属加固下颚以提高耐磨度。

科学家还发现：“地狱蚂蚁”不但长有金属强化过的角，它们可能还“吸血”。当它们的下颚向上顶起时，昆虫的“血液”——血淋巴会顺着下颚流淌，最后流进“地狱蚂蚁”的口中。

菊石外壳

9900万年前的一块缅甸琥珀让人们看到了白垩纪海滩上的生物“快照飞海蜗牛、等足类动物、螨虫、甲虫、真蝇、黄蜂、蜘蛛、千足虫和菊石。通常树脂只能包裹位于树上或树下土地中的生物，作为海洋生物的菊石（章鱼等腕足动物的祖先）是怎么被包裹进树脂里而形成琥珀的呢？

菊石最早出现于4亿多年前，它们曾经和恐龙一同生活在当时的地球上，并在6500万年前和恐龙一同灭绝。科学家对这块菊石的形成过程做了如下猜测：缅甸海边的一株贝壳杉被大风折断，搁浅在沙滩上。随着潮起潮落，断树在海滩的沙子中来回挪动。在这过程中，沙子中被菊石废弃的外壳连同其他生物一起被裹进树脂中，最后被海底沉积物掩埋，形成琥珀。

恐龙的尾巴

2016年，在缅甸密支那的一个琥珀市场上，著名古生物学家邢立达从一个琥珀摊位上捡起一块有内含物的琥珀仔细观察起来。他努力辨别着琥珀中的古生物残体。摊主说这是一块植物残体，但他认为是鸟羽，不过他摸不准。在同行的帮助下，这块琥珀中的内含物被证实是一头恐龙尾巴的一部分。

恐龙尾巴残体中羽毛、肌肉、皮肤和骨骼清晰可见。化學分析显示恐龙尾中含有亚铁离子，说明尾巴在被树脂包裹时还残留有血迹。和被压扁的岩石化石不同，琥珀能让科学家看到9900万年前恐龙羽毛的三维排列样式。在此基础上，人们就能知道这种恐龙的羽毛是用于飞行还是滑翔。

反鸟快速发育的羽毛

2017年，一块包含了一只几乎完整雏鸟的琥珀化石首次向外界公开。到目前为止，缅甸琥珀中发现的所有鸟类都属于已经灭绝的反鸟亚纲，它们是今天所有鸟类（今鸟亚纲）的“亲戚”。反鸟有类似现代鸟类的飞羽，这表示它们的飞行能力应该不输现代鸟类。不过反鸟依然保留着原始的齿和翼爪，也没有发展出现代鸟类的鸟喙。

虽然琥珀只能保留下内含物的表面印模，但透过这块透明的琥珀，人们看到了雏鸟双腿上的鳞片和爪，根根分开的羽毛甚至保留了一些色素。雏鸟的皮肤、肌肉和其他细节也一览无余。这个雏鸟化石标本仅3.5厘米长，如果是现代鸟类，应该只长出绒毛，但反鸟雏鸟的羽毛已经完全发育。如果不是这只雏鸟不幸被树脂困住形成琥珀，我们可能永远不知道反鸟在很短的时间内就能长出完整羽毛。

在过去二十几年里，几乎所有的重要琥珀化石发现都来自缅甸，这也使得缅甸成为琥珀研究的热点地区。截至2018年底，科学家从缅甸琥珀中总计发现并命名1192个动植物新种。但是近几年来，科学家获取缅甸琥珀的难度越来越大。在缅甸的琥珀产区克钦邦，武装冲突时常发生，这让前往克钦邦的科学家时刻担心自己的生命安全。动植物内含物琥珀近年来价格一路上涨，高昂的琥珀售价让许多科研机构无法承受。更让人遗憾的是，许多内含物琥珀被私人收藏者高价收走，无法被用于科研用途。

虽然琥珀中的动植物内含物已经炭化，但其三维结构几乎并未改变，因此科学家能通过扫描还原内含物的三维结构。而且，即便是最小的表面结构都能通过扫描技术重新呈现在屏幕上。这也是作为化石的琥珀最独特的价值。琥珀研究热还在持续，缅甸北部将为古生物学家提供更多“远古的瞬间”。

（责任编辑王川）

可以从琥珀中提取遗传物质吗？

20世纪80年代，科学家从一块形成于约4000万年前的琥珀中包裹的苍蝇体内，发现了线粒体、核糖体、细胞核等细胞器。为什么细胞器能够经历数千万年而保存完好呢？科学家猜测：树脂中的糖分子夺走了苍蝇组织内的水，引发胞内脱水，因此细胞器才得以完好保存。既然细胞核中包含有遗传物质，能不能从琥珀中提取到完整的DNA呢？

科学家已经从琥珀中包含的植物木质部中成功提取出了木质素和黑色素，但这些大分子都已经严重降解。相比前面两种分子，DNA分子在生物死亡后的降解速度更快。科学家曾经对一块全新世恐鸟骨骼中的DNA进行研究，发现DNA的半衰期只有521年。也就是说，每过521年，DNA中1/2的化学键会被破坏。因此，DNA在经历了数百万年后基本不可能被保存下来。

20世纪90年代初，曾经有多个研究宣称成功从琥珀中提取出昆虫DNA。这又是怎么回事？很可惜，这些研究没有一个可以重复得出相同结果。目前科学界一致认为这几次实验提取到的DNA来自现代细菌和真菌的DNA，而不是来自琥珀中的昆虫。细菌和真菌无处不在，它们有些以琥珀为食，有些依靠琥珀裂缝中的残渣为食。这样看来，通过琥珀复活已经灭绝的古生物几乎是不可能的。