探秘古生物学

有一部叫《夺宝奇兵》的电影非常受欢迎。其中哈里森·福特饰演的考古学教授身手矫捷,在神秘的国度探宝历险。不少小朋友非常神往,希望自己长大后也能成为一名考古学家。有趣的是,研究人类宝藏的考古学与研究恐龙的古生物学这两门学科经常容易被人混淆。遇到古生物学家,总有人点头道:“啊,您是考古的”。

其实古生物学是地质学和生物学的一个交叉学科,研究的对象是化石(保存在岩石中的古代生物的遗体、遗物和遗迹,当然也包括远古人类的化石),属于自然科学,探究生物演化过程和地球发展历史;而考古学属于人文科学,研究人类活动留下的遗迹和遗物(比如石器、书简),更偏重人类的历史和文化。用戏谑的口吻打个比方,考古学挖墓(当然研究远古人类遗存的史前考古学一般无墓可挖),古生物学挖化石。都是寻宝,考古学追溯的是人类的珍宝和文化历史,而古生物学则是探究大自然留下的宝藏和生命奇迹。

化石的形成需要时间。一般需要万年以上,生物结构才能彻底“石化”;但特殊保存介质如泉华、沥青等会缩短这一过程。生物身体中较硬的部位一般比较容易保存为化石,比如骨骼、牙齿、贝壳等;但一些特异埋藏条件下的化石宝库,像火山碎屑流成因的热河生物群、水下泥石流成因的澄江生物群、西伯利亚冻土中的猛犸象动物群等会保存下罕见的软组织印痕乃至生物的完整躯体。按照生物分类,化石可以分为脊椎动物化石、无脊椎动物3化石、植物化石等。

化石(来源:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)

沥青坑里发掘出的剑齿虎化石(来源:王原)

不少朋友很想知道古生物学家的日常工作是什么样子的,尤其是他们在野外“寻宝”挖化石的过程让人感到神秘而向往。中国古动物馆曾专门制作了一个多媒体游戏,用观众互动的方式还原古生物学野外科考、室内研究和科学传播的全过程。真正的过程其实更为有趣,让我们跟随本书,走进中国古动物馆,深入了解化石背后的故事,一起探究缤纷多彩的古生物世界的奥秘!

古生物探秘路线图(来源:中国古动物馆)

本章注释

1 演化又称“进化”,指的是生物种群的遗传特征在世代之间发生变化,它的实质是基因频率的改变。生物的所谓进化并没有固定方向,器官的退化也是一种进化,所以近年来不少中国学者建议用“演化”而非“进化”作为 evolution 的中文翻译。

2 脊椎动物是体内有脊椎骨的动物,它们身体内靠近背部的地方具有脊梁骨(backbone),由一串脊椎骨连接构成。脊椎动物包括鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物等。人类属于脊椎动物中的哺乳动物家族。

3 无脊椎动物即身体中没有脊椎骨的动物。它们的种类繁多,约占动物界物种总数的95%。常见类型如昆虫、蜘蛛、虾、蟹、蛤、螺、海星、各种蠕虫等。化石中以三叶虫、菊石、海百合等最为闻名。