牙形石——神秘的“金钉子”

文/高 源 侯 迎

读完王靳哲同学的小论文，大家是否对牙形石充满了兴趣？反正小酷龙和安奇奇已经坐不住了，他们迫不及待地找来国家自然博物馆的高源叔叔——一场关于牙形石的采访，就此展开。

牙形石究竟是什么？

小酷龙：高源叔叔，我还是不太明白究竟什么是“牙形石”。

高 源：牙形石，又叫牙形刺，个头非常非常小，一般只有零点几毫米，是一种牙齿形状的化石，来自远古海洋动物的遗体骨骼。这些远古的海洋动物被称为牙形动物。目前，生活时代最早的牙形动物是寒武纪晚期的，距今有5 亿多年。在此后的岁月里，牙形动物活跃于远古海洋的每一个角落，留下了不少的牙形石。到了2 亿多年前的三叠纪末期，牙形动物在一场大灾难中走向灭绝，牙形石就成了它们留给地球的遗物。

小酷龙：您能具体介绍一下牙形动物吗？

高 源：早在19 世纪，俄国地质学家潘德尔就已经发现并命名了牙形石。但这种化石究竟是何来路，科学家们始终找不到有力的证据。1982 年，英国的克拉克森博士在研究苏格兰地区的石炭纪地层时，偶然获得了一块印痕化石，其中央的印痕很像蠕虫或泥鳅，全长不过4 厘米。克拉克森博士判断，这个印痕属于一种娇小的生灵。

特别说明

牙形动物现在被称为牙形石，是牙形石纲牙形石目的动物。为了方便大家理解和区分，我们依然称“牙形动物”。

小酷龙：这就是我们的主角——牙形动物吗？

高 源：是的。在这个动物的头部位置，克拉克森博士发现了规则排列的牙形石集群，就像这个小东西正张着血盆“小”口准备去捕食猎物。这个发现，明确无误地告诉我们，牙形石是动物捕食器官的化石。在后来的几十年里，类似的标本又相继被发现。同时，古生物学家们又在牙形石的内部发现了类似齿质的东西，这是脊索动物才拥有的特殊成分。由此，终于真相大白——牙形动物是一种早期的脊索动物，属于无颌总纲。它们的身材娇小而细长，一般身长约5 厘米，外形类似今天的鳗鱼，能够在大海中游泳，靠着嘴里的牙形石捕捉猎物。

为什么要研究牙形石？

安奇奇： 高源叔叔，牙形石那么小，牙形动物也都已经灭绝了，我们为什么还要研究牙形石呢？

高 源：牙形石虽然小，但意义重大。我先问你一个问题吧。地球的历史被划分为多个不同的时代，比如我们熟知的三叠纪、侏罗纪、白垩纪，那你知道这些时代是根据什么来划分的吗？

安奇奇：是根据化石吗？不同的时代有不同的化石。

高 源：你的这个回答不完全准确。正确答案是生物。每个时代都有一类特别繁盛的具有代表性的生物，例如寒武纪的三叶虫、泥盆纪的鱼类。而牙形动物的演化速度极快，分布范围极广，几乎每隔一段时间就出现一个新种类，这一种类的化石又会在全球各地同时期的地层中被发现。因此，这些牙形石能够作为判断地层所属时期的标志！

小酷龙：“无颌总纲”是什么意思？它们没有下巴？

高 源：确切地说，它们既没有下巴，也没有上颌。无颌总纲里的动物都是低等脊索动物，它们的嘴巴像一个吸盘，不能上下开合。我们以牙形动物为例吧。在取食过程中，它们不能依靠上下颌的开合来咬住和吞食猎物，而是依靠不同类型的牙形石相互配合、各司其职，将猎物送进肚子里。在今天，无颌总纲里的动物基本上都已经灭绝了，只剩下黏盲鳗和八目鳗还生活在海洋中。

安奇奇： 没想到小小的牙形石居然有如此重要的作用。

高 源：这样说还不足以体现它们的重要性。在划分地质年代的时候，如果某种化石能够起到关键性的作用，那么它就会被科学家称为“金钉子”，而牙形石就是金钉子的主要贡献者之一。古生代时期的大部分金钉子都是牙形石，而且它们的精度非常高，最高可以将地质年代精确到6 万年。三叠纪之后，牙形动物灭绝了，科学家不得不用菊石、有孔虫等生物的化石来替代牙形石进行判断，但它们的精度远远赶不上牙形石。

安奇奇：那咱们中国有金钉子吗？

高 源：当然有！截至2016 年，我国已经确立了10 颗金钉子，是世界上金钉子数量最多的国家。其中，最重要的金钉子就是牙形石贡献的——发现于浙江长兴的“小欣德牙形石”。以它的首次出现为标志，科学家划分出了二叠纪与三叠纪的精准界线，这也是古生代与中生代的界线。