當(dāng)魚鰾消失以后（四）熱氣球的奇遇：最早登上陸地的人類祖先

文/卡爾·齊默 譯/靳 萌 編輯/吳冠宇

當(dāng)魚鰾消失以后（四）熱氣球的奇遇：最早登上陸地的人類祖先

文/卡爾·齊默 譯/靳 萌 編輯/吳冠宇

當(dāng)他觀察這些頭蓋骨碎片時(shí)，他仿佛能想像出這些骨頭所拼成的是一只肉鰭魚的形象。它有長(zhǎng)鼻子和其他早期四足動(dòng)物的特征。他意識(shí)到，他發(fā)現(xiàn)了最早的四足動(dòng)物。于是，他將它命名為魚石螈（Ichthyostega）。這個(gè)名字是根據(jù)它扁平的頭骨所取的。

格陵蘭科魯蘇克風(fēng)光。 攝影/劉遠(yuǎn)/FOTOE

他們勘察了參差不齊的海岸，并在一座象背形狀的，被他們?nèi)∶麨槿麪査_斯山的峽灣里找到了一些骨骼。這不是安德烈和他的助手們的尸骨，而是幾億年前總鰭魚的骨骼。

上：“佛萊姆”號(hào)，現(xiàn)存于挪威奧斯陸的弗雷姆博物館。

古生物學(xué)就是建立在四處搜尋化石的基礎(chǔ)上的。世界上到處有化石，古生物奇怪的身體帶著臨死時(shí)的痛苦痙攣被凍結(jié)在化石中，或者由于地殼變動(dòng)而被撕裂。但是世界太大了，到處是泥土和樹木，這讓我們很難找到很多化石。也許要花一下午的時(shí)間穿過(guò)荒原，或是要等待幾代的時(shí)間，才能發(fā)現(xiàn)一件對(duì)以往的發(fā)現(xiàn)有意義的化石。直到20世紀(jì)早期，似乎再?zèng)]有發(fā)現(xiàn)什么可以解釋脊椎動(dòng)物是怎樣從海洋登上陸地的化石了。人們發(fā)現(xiàn)了更多的泥盆紀(jì)肉鰭魚化石，但是最早的四足動(dòng)物卻只能追溯到大約6000年前石炭紀(jì)晚期?？赡茏畛醯乃淖銊?dòng)物的確是在泥盆紀(jì)出現(xiàn)的，但是在英格蘭和其他地方的大量的泥盆紀(jì)化石中，卻沒(méi)有找到一件證據(jù)。

后來(lái)，一只跨越北冰洋飛行的熱氣球帶來(lái)了拯救古生物學(xué)家們的希望。到19世紀(jì)90年代，歐洲探險(xiǎn)家們還在為發(fā)現(xiàn)北極點(diǎn)而不惜一切代價(jià)努力。挪威人弗里德喬夫·南森（Fridtjof Nansen)和他的船員們一起駛?cè)肓说嗡杀那锾斓谋北?，他的船“佛萊姆”號(hào)被凍在冰面上，并隨著冰被洋流帶向北極方向。他這樣漂流了兩年半，直到冰停止向北漂移并轉(zhuǎn)而向東面的歐洲漂去。他跳出船，乘雪橇向北極前進(jìn)，卻發(fā)現(xiàn)他所在的冰塊在向前漂移。在他離真正的北極點(diǎn)只有4度的時(shí)候，他卻回頭向弗朗茲·約瑟夫地而去。

“弗萊姆”號(hào)向東漂流了幾個(gè)月才從冰里解脫出來(lái)，于是船員們得以駕著它向南駛向斯卑爾伯茲島，在那里的平地上，他們看到了一個(gè)巨大的熱氣球。駕駛它的是一個(gè)年輕的瑞典工程師，他名叫薩拉曼·安德烈（Salamon Andrée)。安德烈認(rèn)為船只會(huì)和“弗萊姆”號(hào)一樣，永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)北極，而要飛過(guò)去只有用熱氣球。他說(shuō)服了瑞典國(guó)王和艾爾弗雷德·諾布爾出資制造熱氣球。他用船將熱氣球運(yùn)到斯卑爾伯茲島，在這里將數(shù)噸硫酸和鋅混合以制造氫氣，用氫氣充滿絲制的熱氣球。但是在他準(zhǔn)備好起飛之前，大風(fēng)襲擊了斯卑爾伯茲島，于是“弗萊姆”號(hào)帶著南森駕雪橇向北極進(jìn)發(fā)的路線返航，而安德烈只得將熱氣球留在了斯卑爾伯茲島。

下：挪威北極探險(xiǎn)家、博物學(xué)家及外交家弗里德喬夫·南森。

上：1895年3月14日，南森準(zhǔn)備搭乘雪橇離開“佛萊姆”號(hào)，繼續(xù)他的北極探險(xiǎn)。

下：1897年，安德烈和他的熱氣球“Eagle”，尼爾斯·斯特林堡拍攝。33年后，人們發(fā)現(xiàn)了他們的遺骸和遺物，其中包括這幅照片的底片。

當(dāng)安德烈回到瑞典時(shí)，他發(fā)現(xiàn)實(shí)際上南森并沒(méi)有成功。于是他開始計(jì)劃另一次飛行。1897年他回到了斯卑爾伯茲島。這次他成功起飛了，但沒(méi)多久他發(fā)現(xiàn)自己還是逃脫不了失敗的命運(yùn)。他和兩名助手飛了幾天，因?yàn)楸睒O上空突然的溫度和濕度變化而不停地上下移動(dòng)，當(dāng)他到達(dá)極地上空的冰面時(shí)，熱氣球由于雨雪積得太多變重并下沉，最后落在了冰面上。他們?cè)跐忪F中被圍困了一個(gè)星期后，安德烈決定帶上食物和折疊船駕雪橇駛過(guò)漂流的冰面。當(dāng)他們拉著雪橇在冰面上艱難行進(jìn)的時(shí)候，他們十分希望能找到弗朗茲·約瑟夫的避難所。然而，他們腳下的冰卻在向與他們所希望的相反方向漂移。經(jīng)過(guò)2個(gè)月在極地上的艱苦行進(jìn)，他們來(lái)到了北冰洋上的一座名叫懷特島的小山丘。37年后，一艘捕鯨船來(lái)到這個(gè)島上，發(fā)現(xiàn)了他們破舊的小船和日記。安德烈的遺體仍舊坐在雪中。

但是，1897年時(shí)，沒(méi)有人知道安德烈究竟去了哪里。以后幾年的夏天，他在瑞典的科學(xué)家朋友們乘船出海尋找他。他們先到了斯卑爾伯茲島周圍，后來(lái)又向格陵蘭前進(jìn)。冰化開后，他們又駕著帆船和蒸汽船沿著它的東緣行駛了8個(gè)星期。他們勘察了參差不齊的海岸，并在一座象背形狀的，被他們?nèi)∶麨槿麪査_斯山的峽灣里找到了一些骨骼。這不是安德烈和他的助手們的尸骨，而是幾億年前總鰭魚的骨骼。

雖然在別的地方的泥盆紀(jì)巖石中也發(fā)現(xiàn)過(guò)這樣的化石，但對(duì)于那些研究這個(gè)地質(zhì)時(shí)代的人來(lái)說(shuō)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)不啻于在地圖上出現(xiàn)了一個(gè)新大陸。其他的泥盆紀(jì)巖石大都在長(zhǎng)滿樹林和灌木的地下，比如英格蘭和賓夕法尼亞，而格陵蘭的大山則是寸草不生的。不幸的是，這些化石藏在如此遙遠(yuǎn)的地方，以至于古生物學(xué)家們只能是出于尋找一位著名的探險(xiǎn)家這樣的原因才能在遠(yuǎn)在北冰洋的這個(gè)角落找到它們。30年后，到20世紀(jì)20年代，另一個(gè)合適的原因又出現(xiàn)了。那時(shí)丹麥和挪威正在爭(zhēng)奪可能蘊(yùn)藏著石油和礦藏的東格陵蘭地區(qū)。丹麥人帶上了瑞典科學(xué)家。他們找到了更多的肉鰭魚化石，以及一些新的，他們不知道是屬于什么動(dòng)物的化石。他們只好將這些化石稱為“不明族類的魚狀脊椎動(dòng)物的骨骼”。

上：四位“安德烈熱氣球探險(xiǎn)”參與者，從左到右依次是：威爾漢姆·斯韋登伯格，尼爾斯·斯特林堡，克努特·富蘭克爾以及薩拉曼·安德烈。

下：1930年，斯德哥爾摩。安德烈和他的兩位助手——尼爾斯·斯特林堡及克努特·福蘭克爾的葬禮。

一位卡通畫家在報(bào)紙上發(fā)表了一幅漫畫來(lái)慶祝這件事，畫的是一只長(zhǎng)著狗腿的鱒魚駝著一個(gè)穴居人，蛇盤踞在山峰上，而大象則長(zhǎng)著翅膀在天上飛。

這些探險(xiǎn)活動(dòng)的危險(xiǎn)程度幾乎趕上了安德烈和南森的探險(xiǎn)?？茖W(xué)家們駕駛的是木制的有三層橫帆桅的蒸汽船，而不是今天可以使用的水上飛機(jī)，他們穿的則是用北極熊皮縫制的衣服。1931年，一位名叫古納爾·賽弗索德伯格（Gunnar S?ve-S?der-bergh）的充滿生氣的22歲地質(zhì)學(xué)家負(fù)責(zé)這次探險(xiǎn)。他每天爬山16個(gè)小時(shí)，不時(shí)把石塊扔進(jìn)自己的背包里，勾畫一路上的地形地貌。他帶著一本專為探險(xiǎn)而備的編號(hào)的標(biāo)簽本，“P”代表魚類，“A”代表兩棲類——這是一個(gè)超自信的系統(tǒng)，因?yàn)榈侥菚r(shí)為止還沒(méi)有一個(gè)人曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)泥盆紀(jì)的兩棲類動(dòng)物。那年夏天，他來(lái)到塞爾薩斯山的北坡，在那里發(fā)現(xiàn)了更多的化石。在這座山東坡下面的巖石中，他還發(fā)現(xiàn)了十幾塊片狀的頭骨，它們并不像過(guò)去發(fā)現(xiàn)的任何肉鰭魚的頭骨。他樂(lè)觀地給它們加以“A”標(biāo)簽。

上：復(fù)制后的魚石螈頭骨，存于哥本哈根地質(zhì)博物館。

下：晚泥盆紀(jì)脊椎動(dòng)物物種。

當(dāng)年秋季，他回到斯德哥爾摩后，他仔細(xì)地將這些骨頭從沙巖中取出來(lái)，用酒精和香脂加以涂抹，使骨縫顯示出來(lái)。當(dāng)他觀察這些頭蓋骨碎片時(shí)，他仿佛能想像出這些骨頭所拼成的是一只肉鰭魚的形象。它有長(zhǎng)鼻子和其他早期四足動(dòng)物的特征。他意識(shí)到，他發(fā)現(xiàn)了最早的四足動(dòng)物。于是，他將它命名為魚石螈（Ichthyostega）。這個(gè)名字是根據(jù)它扁平的頭骨所取的。這個(gè)發(fā)現(xiàn)在丹麥引起了轟動(dòng)，它不僅震動(dòng)了正在爭(zhēng)奪格陵蘭島的政客，也引起了公眾的普遍注意。一位卡通畫家在報(bào)紙上發(fā)表了一幅漫畫來(lái)慶祝這件事，畫的是一只長(zhǎng)著狗腿的鱒魚駝著一個(gè)穴居人，蛇盤踞在山峰上，而大象則長(zhǎng)著翅膀在天上飛。

賽弗索德伯格在此后幾年的夏天里，或徒步，或乘船，或騎馬勘察了這個(gè)地區(qū)的其他地方。他找到了更多的化石，大多數(shù)是魚類，偶爾也有魚石螈的一部分。1929年所發(fā)現(xiàn)的形狀奇怪的化石后來(lái)被證實(shí)是魚石螈的肋骨。它們尺寸很大，像百葉窗骨一樣層層疊疊。他的助手們，特別是其中一位烏普沙拉大學(xué)的名叫艾里克·賈維克（Erik Jarvik）的學(xué)生找到了更多魚石螈的頭骨。其中1934年出土的一塊頭骨保存十分完好，古生物學(xué)家們甚至用一個(gè)藍(lán)色天鵝絨枕頭墊著它橫渡了大西洋。

在取得這些成功的5年之后，賽弗索德伯格被任命為烏普沙拉大學(xué)教授，但在同一年，他被診斷出患上了肺結(jié)核。他臥病在床期間仍然努力寫出了幾篇有關(guān)他收集的肉鰭魚化石的論文。1948年6月他去世了，年僅40歲。同年夏天，前往格陵蘭的探險(xiǎn)隊(duì)終于發(fā)現(xiàn)了魚石螈的腿部、肩部和尾部的化石，從而拼出了它身體的大致形狀。

作為我們的祖先，它的外形似乎不那么好看，四肢向外伸，尾巴拖地，眼睛長(zhǎng)在頭頂，馬桶蓋似的大嘴能夠張開，合上的時(shí)候能將獵物關(guān)在里面，用兩排尖利的牙齒將獵物刺死。

賈維克作為探險(xiǎn)隊(duì)中肉鰭魚方面的專家，承接了用這些化石重塑這種動(dòng)物外形的任務(wù)。他可以想像出它的腿的樣子，雖然又粗又短，卻有肘、膝、踝、腕和腳趾等各種部位。這使它具備四足動(dòng)物的特征。他在它身上找不到鰓存在的跡象，它的脊椎骨很結(jié)實(shí)，臀部和肩部很大，頭骨堅(jiān)硬。但賈維克還是在頭骨上與肉鰭魚頭骨相同的地方找到了骨縫。這里有一個(gè)關(guān)節(jié)，在四足動(dòng)物的外表下我們隱約可以看到它的祖先。另一方面，它的尾巴顯示出魚的特征。四足動(dòng)物的尾部結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，是由一串尖細(xì)的椎骨構(gòu)成，外面裹著肌肉（我們?nèi)祟惖奈舶蛣t退化成了尾骨）。與之相比輻鰭魚的尾部要精巧得多。每個(gè)脊椎動(dòng)物的身體都有向上和向下分成兩支（棒狀骨），每一支上有較細(xì)的骨，稱為橈骨；而在每一分支上還有扇狀的條鰭，它們和骨骼不同，叫做真皮骨。鱗片也是由真皮骨形成的。這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使肉鰭魚能夠上下?lián)u動(dòng)尾巴，在水中前進(jìn)或停止。魚石螈的尾部有簡(jiǎn)化了的四足動(dòng)物的特征，但頂端還保留著魚尾多余的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。從某種意義上說(shuō)，它還是半水生動(dòng)物。

通過(guò)賈維克的工作，在我們祖先從海洋登上陸地的過(guò)程中和古生物學(xué)發(fā)展史的兩塊里程碑便得以確立。一塊里程碑是真掌鰭魚，能夠隱約顯示出我們身體特征的肉鰭魚；另一塊則是魚石螈，一種原始的四足動(dòng)物。作為我們的祖先，它的外形似乎不那么好看，四肢向外伸，尾巴拖地，眼睛長(zhǎng)在頭頂，馬桶蓋似的大嘴能夠張開，合上的時(shí)候能將獵物關(guān)在里面，用兩排尖利的牙齒將獵物刺死。但它確實(shí)是我們?nèi)祟惖淖嫦取?/p>