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動物化石

鎖定
動物化石,通常是動物死亡後被含水沉澱物迅速掩埋,產生化學反應,然後礦物質加入或有機體被排出,長時間未經腐爛,然後經過地質作用所變成的石頭,但這一些石頭保留了動物的形狀特徵。如果這一程序沒有發生,有機體會被暫時保留下來,但不會成為化石。 [1] 
中文名
動物化石
類    別
化石種類
形成條件
有機物擁有堅硬部分等

動物化石形成條件

雖然一個生物是否能形成化石取決於許多因素,但是動物化石有三個因素是基本的:
動物化石 動物化石
(1).有機物必須擁有堅硬部分,如殼、骨、牙或木質組織。然而,在非常有利的條件下,即使是非常脆弱的生物,如昆蟲或水母也能夠變成化石。
(2).生物在死後必須立即避免被毀滅。如果一個生物的身體部分地被壓碎、腐爛或嚴重風化,這就可能改變或取消該種生物變成化石的可能性。
(3).生物必須被某種能阻礙分解的物質迅速地埋藏起來。而這種掩埋物質的類型通常取決於生物生存的環境。海生動物的遺體通常都能變成化石,這是因為海生動物死亡後沉在海底,被軟泥覆蓋。軟泥在後來的地質時代中則變成頁岩或石灰岩。較細粒的沉積物不易損壞生物的遺體。在德國的侏羅紀的某些細粒沉積岩中,很好地保存了諸如鳥、昆蟲、水母這樣一些脆弱的生物的化石。
典型動物化石
披毛犀
披毛犀(5張)
昆蟲遠祖:撫仙湖蟲撫仙湖蟲是澄江動物羣中特有的化石,屬於真節肢動物中比較原始的類型,成蟲體長10釐米,有31個體節,外骨骼分為頭、胸、腹三部分,它的背、腹分節數目不一致,與泥盆紀直蝦類化石類似,而直蝦是現代昆蟲的祖先,這間接表明了撫仙湖蟲是昆蟲的遠祖。侯先光還發現,撫仙湖蟲消化道充滿泥沙,這表明它是食泥的動物。
九眼精靈:微網蟲
微網蟲屬於葉足動物門,因身上多邊形的微網蟲,鱗狀骨片而得名,體長可達8釐米,具有9對礦化骨片和10對足,這些骨片起到連接腿和關節的作用,只有在澄江才發現有這種生物完整的化石。
動物化石 動物化石
有專家認為,這些骨片是一種繁殖後代用的儲卵器,不過參照現代節肢動物繁殖器官多集中在一個部位的特點,儲卵器不可能這樣分散。也有專家認為,這些骨片是具有感光作用的多眼,所以有了“九眼精靈”的美稱。不過動物的眼睛一般集中在頭部,和微網蟲類似的生物在地球上還沒有找到。微網蟲曾登在《自然》雜誌封面上,成為化石明星。《紐約時報》曾經這樣評論微網蟲:“一些寒武紀生物很容易就扮演科幻小説裏的角色,最奇怪的傢伙就是一種身上長着10對足和覆蓋有鱗片狀骨骼的蠕形動物。”

動物化石櫛水母

櫛水母是一種食肉的腔腸動物,對澄江發現的櫛水母化石僅限於描述,對其進化意義還未研究清楚。它的身體上有類似樓梯一樣的褶子,身體輻射對稱,這在海洋生物中非常特殊。因為輻射對稱的動物在海洋中保持平衡很難,捕食就更加不容易。櫛水母身體頂端長了一個石質的平衡球,依靠它來掌握平衡。現代櫛水母叫“海胡桃”,是最古老的無脊柱動物。

動物化石奇蝦

奇蝦是一類已經滅絕的大型無脊椎動物,化石,奇蝦化石,表明這種動物口器有十幾排牙齒,直徑有25釐米,糞便化石長10釐米,粗5釐米。由此推測,奇蝦體長可能超過2米。奇蝦最初在加拿大發現,當時只發現一隻前爪的化石,被誤認為是蝦的尾巴。科學家還想像了一個蝦頭,由於它不是蝦,所以命名為奇蝦。
1994年,中國科學家在帽天山發現完整的奇蝦化石,糾正了從前的錯誤,所謂的“尾巴”其實是它的爪子。
科學家在奇蝦糞便化石中發現小型帶殼動物的殘體,這説明它是寒武紀海洋中的食肉動物,是海洋世界的統治者和食物最終的消費者。奇蝦的發現表明,當時海洋確實存在完整的食物鏈。新的研究發現,奇蝦的捕食肢能彎曲,腿能在海底行走,不過它的附肢沒有分化,節之間缺少關節。

動物化石雲南蟲

雲南蟲,身體呈蠕形,一般長3至4釐米,大者可以長到6釐米,1991年侯先光研究員發現並命名。它的頭部在化石上不易保存,開始曾被認為是特殊的蠕蟲。
1995年,陳均遠等研究者發現它有7對腮弓,可以呼吸,並把食物留在口腔裏,這是脊索動物的重要特點,提出了“雲南蟲是脊索動物”的觀點。
雲南蟲原始的脊索是脊椎的前身,相當柔軟,容易受到外力的傷害,似於如今脊髓中的軟性物質,身體神經單元集中的脊索上,肢體的感覺可以通過脊索傳到全身奇蝦化石,脊索的出現提高了動物控制身體和對環境的適應能力。雲南蟲的發現證明了在澄江動物羣中藴涵着脊椎動物的起源,這是生命演化史上的重大突破。
中國學者曾在《自然》雜誌發表數篇文章,集中展現對雲南蟲的研究成果。1995年《紐約時報》發表一篇名為《從雲南蟲到你之路》的文章,文中説:“如果雲南蟲夭折,動物的中樞神經系統將永遠得不到發展,地球將像遙遠的月球一樣永遠寂寞冷清。”

動物化石怪誕蟲

怪誕蟲屬於葉足動物門,頭很大,軀幹背側具有7對斜向上生長的強壯的長刺,最早發現於加拿大,它是寒武紀最著名的動物。由於最初的化石保存不好,當英國古生物學家莫瑞斯1977年看到它身體上規則分佈的兩排刺時,誤當成了用來走路的腿,而把本用來走路的腿誤作裝飾品。他認為這樣的奇幻生物“只有做夢才能夢到”,所以命名為怪誕蟲。

動物化石研究成果

動物化石冰河時代歐亞人羣的遺傳譜圖

中科院古脊椎動物與古人類研究所在《自然》雜誌發表“冰河時期的歐洲人羣歷史”論文,文章第一作者付巧妹研究員與美、德、意等國合作研究表明:早期現代人中尼安德特人的基因含量在很短的時間裏下降1.5~3倍。 [2] 
在距今37000年~14000年間,歐洲人羣具有很大的連續性,因此尼安德特人的基因含量在很短的時期內下降不能用不同人羣混合稀釋來解釋;歐洲存在一個早期現代人的重要羣體,他們對後期人羣影響很大。該地區有些羣體在其間消失。這些在不同時空分佈的51個個體不僅揭示出各自本身和所在羣體的遺傳信息,還反映了不同人羣的相互關係;末次冰期結束後的第一個強烈變暖事件對歐洲人羣結構影響很大,那裏的人羣在距今14000年左右的冰期結束後與近東人羣出現了很強的聯繫。 [2] 

動物化石揭示中生代古大氣二氧化碳濃度

中科院南京地質古生物研究所出站博士後、蘭州大學副教授吳靖宇,與合作導師王永棟等,對採自甘肅東部華亭礦區上三疊統延長組以及中侏羅統延安組發現的兩種似銀杏化石Ginkgoites化石(包括G. magnifolius和G. obrutschewii)進行細緻研究,依據氣孔參數重建晚三疊世和中侏羅世的古大氣CO2濃度分別為1962 ppmv和1320 ppmv。 [2] 
結合課題組前期研究成果指出,從晚三疊世至中侏羅世,古大氣二氧化碳濃度大致呈先下降後升高的趨勢,該研究成果發表於《古生物學雜誌》雜誌。銀杏化石是恢復古大氣CO2應用最為廣泛的指示植物之一,該項研究對GEOCARB III 和Crustal Production模型進行校正和補充。 [2] 

動物化石柱鏟齒象

中科院古脊椎動物與古人類研究所研究人員發現臨夏盆地的“保德四稜齒象”實際上也應該歸入柱鏟齒象,研究者為其建立了一個新種——粗壯柱鏟齒象(Konobelodon robustus),這一最新研究成果發表在國際雜誌《地學多樣性》。 [2] 
該研究表明,甘肅省臨夏盆地的粗壯柱鏟齒象的時代比歐洲和美洲的種都要早,具有很多原始特徵,因此是其它兩個種的祖先類型。柱鏟齒象和鏟齒象相似的結構可能是獨立起源的,並不能代表演化上的直接聯繫。柱鏟齒象起源有兩種可能性。其一,柱鏟齒象與美洲的扁齒象是姐妹羣的關係,它們共同起源於歐亞大陸的原互稜齒象;其二,柱鏟齒象起源於歐亞大陸的四稜齒象。 [2] 

動物化石最早大型複雜多細胞生物化石或是植物的先祖

中科院南京地質古生物研究所朱茂炎研究員課題組揭示了距今15.6億年前,已有個體長達30釐米以上的大型多細胞生物化石羣出現,它們或是植物的先祖,該研究成果發表於《自然通訊》。 [2] 
此前研究表明,距今18–8億年前的地球表層岩石圈、大氣圈、水圈和生物圈維持在近乎不變的“穩定”狀態,因而被學術界稱為“枯燥的10億年”。這一發現將地球上大型複雜多細胞生物的出現時間提前了近10億年。生命大約自40億年前在地球上出現以來,之後差不多30多億年的演化過程被認為非常緩慢,直到距今6億年前都一直以肉眼不可見的微型、簡單的微生物形式存在。 [2] 

動物化石靈長類的“演化濾器”

研究表明,3400萬年前環境劇變影響人類起源。
中科院古脊椎動物與古人類研究所倪喜軍研究員帶領的團隊發現全球氣候變化改變了靈長類的演化軌跡,研究結果發表於《科學》。
距今3400萬年前的全球氣候劇變,南極冰蓋急劇擴大,海平面急劇下降,森林大面積消失,地球由此從大“温室”變成大“冰屋”。由於靈長類動物對温度非常敏感,因此原來繁盛於北美、亞洲北部和歐洲的靈長類近乎完全滅絕。而在非洲北部和亞洲南部仍保留有熱帶叢林的區域,它們得以倖存。這個“演化濾器”,強烈影響了靈長類動物的宏演化,使之演化軌跡發生巨大改變,而這一變化直接導致現生類人猿主要支系的產生。最早的類人猿化石出現於4500萬年前的亞洲,但在經歷了始新世–漸新世“演化濾器”作用之後,亞洲的類人猿走向滅絕,非洲的類人猿卻走向繁盛之路。 [2] 

動物化石挑剔的雌性主導性別異時進化

中科院古脊椎動物與古人類研究所王世騏研究員發現在生物進化過程中,除了自然選擇以外,性選擇也起到了非常重要的作用,該研究成果發表於《古脊椎動物學報》。
生物進化理論從另一個方面闡釋了雌性所擁有的主導權。通過對甘肅臨夏盆地中中新統曾家地點的葛氏鏟齒象居羣的研究發現,雄性比雌性具有更隆起的腦顱部和更加退縮的鼻骨。隆起的腦顱和退縮的鼻骨都是接近於現生象的進步特徵,隆起的顱骨使顳部肌肉收縮力增強,更有利於碾磨草,而鼻骨越短鼻子就越長。這種現象不僅在鏟齒象中,在歐洲中中新世的嵌齒象中也有發現。從某種意義上説,在中新世時期,長鼻類雄性的進化似乎比雌性要領先一步。 [2] 

動物化石中國發現最早的節肢動物無節幼蟲化石

雲南大學雲南省古生物研究重點實驗室古生物學家侯先光教授和劉煜博士與德國、美國科學家合作,從雲南澄江動物化石羣中發現了5.2億年前一種三維立體保存的無節幼蟲化石,相關成果發表於《國家科學院學報》。
澄江動物化石羣距今已有5.2億年曆史,其中保存了大量精美的節肢動物化石。這是迄今發現最早的節肢動物無節幼蟲化石,該幼蟲體長僅為2毫米,經熒光顯微鏡和掃描電鏡分析,它被鑑定為澄江化石羣中大附肢節肢動物林喬利蟲的早期幼蟲。此幼蟲的發育模式為早期節肢動物進化提供了直接的化石證據,證明無節幼蟲類的發育模式並不是僅存在於甲殼動物當中。 [2] 

動物化石最古老的鳥類食團揭示早期鳥類的消化系統

中科院古脊椎動物與古人類研究所王敏、周忠和與舒柯文研究組報道了一件保存有食團的反鳥類化石,這是迄今最古老的有關鳥類食團的化石記錄,發表於《當代生物學》。
食團內主要為狼鰭魚的骨骼碎片,這一發現首次揭示反鳥類能夠以魚類為食,並表明早白堊世的鳥類就已經具有和現生鳥類相似的消化系統。這件保存有食團的反鳥類標本發現於遼西早白堊世的九佛堂組,距今約1.2億年。在對標本的觀察中發現,其肱骨下方有一紡錘形的團聚物,包含有狼鰭魚的骨骼碎片。結合現生鳥類、鱷魚的消化系統對比,研究者將其解釋為鳥類的食團,食團的形成依賴於肌胃的收縮和消化道的逆蠕動作用。 [2] 

動物化石遠古時代人類羣體內的暴力衝突

Nature封面:肯尼亞北部Nataruk的一個男子頭骨。Nature雜誌第7586期封面文章的頭骨圖顯示造成該男子死亡的創傷。暴力和戰爭數千年來都在改變着人類社會,但考古記錄中所記載的羣體內衝突的根源卻是有爭議的,取決於這些衝突是怎樣被定義和識別的以及相關考古發現的保存狀況。化石發現表明,在全新世早期,狩獵/集採者中間存在羣體內暴力。在過去曾經是一個小環礁湖的地方附近所發現的12個人體骨架中,10個都顯示了經歷暴力死亡的證據。沒有跡象表明他們是被特意掩埋的,其中幾個人有多處大創傷。這可能為距今大約1萬年前發生在圖爾卡納湖肥沃湖畔上的一次羣體內暴力衝突所造成的結果。
參考資料