魔鬼的螺旋

江泓

我們生活的世界充滿了各種謎團，隨著科學的進步，許多謎團終于被解開。有一個謎團來自美國內(nèi)陸的地下，它是許多呈螺旋狀的奇怪巖石，被稱為“魔鬼的螺旋”。“魔鬼的螺旋”背后究竟藏著怎樣的秘密？下面讓我們?nèi)ヒ惶竭@個曾經(jīng)困擾科學家近一個世紀的謎團是如何解開的。

平原之下的螺旋怪石

內(nèi)布拉斯加州位于美國中西部，這里地勢平坦，開闊的大平原望不到頭。蘇縣位于內(nèi)布拉斯加州的西北部，與南達科他州和懷俄明州接壤，蘇縣的蘇字是為了紀念曾經(jīng)生活在這片土地上的蘇族印第安人。當白人趕走了印第安人，占領(lǐng)了這片土地后，他們就開始進行現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)。1891年，一個牧場主在開墾自家的牧場時挖到了奇特的石頭，當他順著石頭的形狀不斷往下挖，竟然挖出了一個高達3米的螺旋狀怪石，而這種怪石誰都沒有見過。牧場主將自己的發(fā)現(xiàn)報告給縣政府，縣政府請來了內(nèi)布拉斯加州立大學的地質(zhì)學家兼古生物學家埃爾文·辛克利·巴伯。

巴伯一得到消息就趕到蘇縣，他在看過怪石之后立即著手對周圍地區(qū)進行挖掘，結(jié)果又挖出了許多同樣的怪石。作為一個古生物學家，巴伯的第一反應(yīng)就是怪石會不會是某種史前生物留下的遺骸？在查閱了大量文獻資料后，巴伯也沒有找到任何類似的發(fā)現(xiàn)，所以他在報告中稱：“這種結(jié)構(gòu)非常宏偉，具有完美的對稱性，是我無法理解的?！卑筒畬⑦@種怪石命名為“Daimonelix”，意思正是“魔鬼的螺旋”，也可以稱為“魔鬼的開瓶器”。

正是因為有了“魔鬼的螺旋”這種吸人眼球的名字，內(nèi)布拉斯加州荒野中發(fā)現(xiàn)螺旋狀怪石的新聞立即傳遍全美國，怪石吸引了許多科學家的關(guān)注。1892年，巴伯公布了對“魔鬼的螺旋”成因的解釋，他認為怪石其實是史前巨型淡水海綿的殘留物，今天干旱荒涼的內(nèi)布拉斯加州在距今2000萬年前曾經(jīng)被一座巨大的內(nèi)陸湖泊覆蓋，巨型淡水海綿就生活在這座湖泊之中。之后，巴伯又補充道，“魔鬼的螺旋”也可能是某種植物根系盤旋纏繞形成的，在根系腐爛之后又被礦物質(zhì)填充才形成了化石。巴伯的解釋很快就被人們接受，畢竟他是“魔鬼的螺旋”最早的研究者，而且他手中有大量的一手資料，但是有些人卻并不贊同他的觀點。

1893年，美國最具傳奇色彩的著名古生物學家愛德華·德林克·科普提出了不同的觀點，他認為“魔鬼的螺旋”是某種大型嚙齒類動物挖掘的洞穴鑄模。不久之后，奧匈帝國古生物學家、化石遺跡學方面的權(quán)威西奧多·?？怂箤破盏挠^點表示了支持，并且認為挖掘洞穴的動物應(yīng)該是與今天的囊鼠有一定的親緣關(guān)系。?？怂惯€指出“魔鬼的螺旋”所在巖層并非湖相沉積，在填充物里發(fā)現(xiàn)的植物纖維可以解釋為嚙齒動物所儲存的食物。另一位古生物學家奧拉夫·彼得森為了豐富卡內(nèi)基博物館的館藏購買了一批“魔鬼的螺旋”，這些“魔鬼的螺旋”很多底部都有類似隧道一樣的延伸結(jié)構(gòu)。彼得森對隧道結(jié)構(gòu)進行了清理和研究，當他清理到隧道結(jié)構(gòu)的末端時，竟然發(fā)現(xiàn)了嚙齒類動物的化石，經(jīng)過辨認化石屬于已經(jīng)滅絕的古河貍，這是一種生活在干旱地區(qū)的動物，具有挖洞穴居的習性。

?古生物學家埃爾文·辛克利·巴伯?古生物學家拉里·馬丁

關(guān)于“魔鬼的螺旋”的成因，最終形成以巴伯為代表的“植物派”和科普為代表的“動物派”，兩派互不相讓，都盡可能尋找可以支持自己觀點的證據(jù)。就這樣，關(guān)于“魔鬼的螺旋”成因的探索陷入了僵局，一直持續(xù)了70多年，“魔鬼的螺旋”依然是個謎團。

廢棄的地下豪宅

20世紀70年代，美國堪薩斯州立大學著名古生物學家拉里·馬丁重啟了關(guān)于“魔鬼的螺旋”的研究，他帶領(lǐng)團隊從多個角度展開研究。與此同時，地質(zhì)學家也重新研究了“魔鬼的螺旋”周圍的地層，研究證明地層中細顆粒的沉積物是在季節(jié)性干旱條件下由風堆作用而形成的，這與今天內(nèi)布拉斯加州的環(huán)境基本相似。正是這種特殊干燥的環(huán)境才保存了“魔鬼的螺旋”，此外還保存了豐富的小型哺乳動物洞穴、昆蟲和植物根系等化石。

馬丁的團隊發(fā)表了研究論文，確定了“魔鬼的螺旋”正是由古河貍挖掘出來的，而且還對挖掘方式和過程進行了詳細的解釋和說明。巴伯之前反對古河貍是“魔鬼的螺旋”挖掘者的一個重要的原因便是在螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)壁上并沒有找到爪子挖掘的痕跡，而今天那些會挖洞的哺乳動物都是用前肢上的爪子進行挖掘的。馬丁團隊給出的解釋是古河貍不是用爪子而是用門牙，因為古河貍的門牙寬大而且結(jié)實，外形就像是刨地用的鋤頭，在“魔鬼的螺旋”內(nèi)壁上留下的痕跡也與古海貍的門牙吻合。

既然，“魔鬼的螺旋”真的是由古河貍挖掘出來的，那它們又是怎么挖出如此對稱的螺旋結(jié)構(gòu)的呢？古河貍在向下挖掘洞穴的時候，會用后肢支撐住洞穴底部或側(cè)面，然后隨著洞穴螺旋方向用門牙向下挖掘，這樣它的后肢成為軸心，以前半身為半徑，呈螺旋狀向下挖掘，就可以挖出近乎完美的螺旋結(jié)構(gòu)的洞穴。

關(guān)于洞穴中為什么充滿了植物纖維的緣由，馬丁也做了解釋，他認為這些植物并不是古河貍作為食物儲藏的，因為螺旋結(jié)構(gòu)是通道，并不是儲藏室。當古河貍滅絕后，洞穴也就被廢棄，但是洞穴內(nèi)溫暖濕潤的環(huán)境非常適合植物的生長，于是這里成了植物的小樂園。馬丁團隊以全面的調(diào)查和細致的分析解釋了“魔鬼的螺旋”的成因，他們的研究也令所有人信服，一起長期困擾科學界的謎案終于被破解。

古河貍：充滿智慧的“生活家”

盡管我們早已破解了“魔鬼的螺旋”背后的秘密，但是其非常獨特的結(jié)構(gòu)外形依然令人著迷，建造者正是前面提到過的古河貍。

古河貍生存于距今2500萬～2000萬年前的漸新世末期至中新世早期的北美洲，在分類上屬于河貍科?，F(xiàn)存的河貍大家應(yīng)該不會陌生，這種廣泛分布于北半球溫帶地區(qū)的大型嚙齒類動物喜歡居住在池塘濕地中，背后一條扁平的大尾巴證明它們都是游泳好手。河貍有一項令人嘆服的本領(lǐng)，那就是搜尋和加工樹枝來建造堤壩，建好后的堤壩保證池塘水位不會下降，而它們的家就位于池塘中心，遠離危險。

從外形上看，古河貍與河貍存在著明顯的區(qū)別，它們不但體型更小，也沒有游泳用的扁平大尾巴。古河貍和河貍并不像，倒是與旱獺、地鼠有幾分相像，這是為了適應(yīng)陸地生活，古河貍正是河貍科向內(nèi)陸環(huán)境進軍的代表。

古河貍的頭骨化石有著巨大的上下頜門牙

盡管遠離水源，但是古河貍依然擁有河貍科基因中強大的建造能力，只不過它們不建造堤壩，而是修建地下的頂級豪宅。“魔鬼的螺旋”其實只是古河貍地下豪宅的通道，螺旋狀的通道有三個優(yōu)點：第一是調(diào)控溫度濕度，螺旋狀的通道加長了空氣進入洞穴底部的距離，便于給空氣降溫和增加濕度;第二是防止入侵，當食肉動物鉆進螺旋狀的通道內(nèi)，很容易被繞暈，失去方向感;第三是便于清理，相對于直上直下的洞穴，螺旋狀的通道坡度更緩，容易將挖掘的泥土或者生活垃圾推到洞外面。

螺旋狀通道其實只是古河貍洞穴的前半部分，在通道的底部會有呈30度角向上的平直延伸隧道，在延伸隧道中會分隔出不同的空間，比如居住室、嬰兒室、貯藏室等。古生物學家甚至還發(fā)現(xiàn)了寬度很小但是較深的空間，很可能是古河貍用來上廁所的“水槽”。為了增加居住的舒適度，古河貍會在居住室和嬰兒室里鋪上干燥的植物，想想都覺得很舒服。不得不說，古河貍是一種充滿了“智慧”，對生活有追求的動物。

河貍是世界現(xiàn)存古老的動物之一，有動物世界“建筑師”和古脊椎動物“活化石”之稱古河貍復原圖

擁有了地下豪宅的古河貍在繁殖策略上也出現(xiàn)了變化，與嚙齒類以量取勝的繁殖方式不同，古河貍偏向于以質(zhì)取勝，它們每胎只生下少數(shù)后代，然后在洞穴中撫養(yǎng)幼崽長大，直到其能夠獨立生活挖掘?qū)儆谧约旱亩囱?。正是因為能夠挖掘獨特而復雜的洞穴，古河貍才能夠在嚴酷的內(nèi)陸環(huán)境中生存。

擁有建造地下豪宅手藝的古河貍大約在距今2000萬年前滅絕，原因是其生存環(huán)境由相對濕潤變成了季節(jié)性干旱甚至是完全干旱荒漠化。古河貍消失后，它們挖掘的洞穴被植物占領(lǐng)，植物的根部吸收周圍土壤中的二氧化硅導致空穴墻壁逐漸硅化、硬化，形成了今天我們看到的白色纖維的硅化結(jié)構(gòu)。就這樣，古河貍的洞穴變成了遺跡化石，成為著名的“魔鬼的螺旋”。

如今，我們已經(jīng)完全洞悉了“魔鬼的螺旋”是如何形成的，科學家在近一個世紀的時間里尋找答案的堅持，正是人類為了尋求真相永不放棄的縮影！

螺旋狀通道的底部會有呈30度角向上的平直延伸隧道，在延伸隧道中會分隔出不同的空間（繪圖 / 駱玫）