石頭與生命 相隔并不遙遠

李義

醫(yī)生曼特爾找到了更多禽龍的化石，以下是其中一處化石的手繪圖。

化石揭開恐龍的身世

我們之所以認識恐龍，最初是因為科學家們找到了它們的化石，化石不會像真正的生物體那么容易腐朽、消散，盡管數(shù)千萬年過去，生物化石卻能保存生物原本的模樣，使今天的人類有幸了解從古至今生命和地球環(huán)境的演變過程。

1822年，英國醫(yī)生曼特爾問診結(jié)束回家，他的妻子興奮地給他展示一塊自己發(fā)現(xiàn)的巨大的動物牙齒化石，他驚呆了。曼特爾醫(yī)生平時喜歡收集和研究化石，卻從未見過如此特別的動物牙齒。經(jīng)過對比，他發(fā)現(xiàn)這些牙齒與鬣（liè）蜥的很像，認為這是一種已經(jīng)滅絕的爬行動物，于是將這種動物命名為“鬣蜥的牙齒”，中文譯名為“禽龍”。

其實，早在17世紀后期，另一個英國人就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一根巨大的動物腿骨，但他認為這是傳說中巨人的骨頭;與之類似的是，在1000多年前的中國，恐龍化石就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)了，但人們把它們當成傳說中的中國龍的骨頭。

而真正認識到這些化石意義重大的是英國解剖學家理查德·歐文。1841年，他在一處地質(zhì)收藏中發(fā)現(xiàn)了一種大型史前動物的脊椎骨，并發(fā)現(xiàn)它與過去出現(xiàn)的禽龍化石、巨人的骨頭化石在解剖學上有共同的特征，但又與其他已知的動物不一樣，于是認為這是一個全新的陸生爬行動物物種，并將之命名為“dinosaur”，這個英文名字一直沿用至今，中國由于對龍的崇拜而將之翻譯成“恐龍”。人類對恐龍的研究也從此拉開了序幕。

誰能有幸被石化

一般而言，生物死后會很快腐爛，即使是骨頭，如果沒有很好的保存環(huán)境，也會被微生物或物理化學作用分解。因此，骨頭真正能變成化石的幾率非常低，有科學家估計，十億塊骨頭中只有一塊能變成化石，而其中被發(fā)現(xiàn)和挖掘的更是少之又少。

形成化石需要多種條件同時具備，如：尸體迅速被泥土掩埋到深處，使尸骸避免了被其他食肉動物搶食，或在風吹日曬下被侵蝕;同時，化石形成地避開了地殼運動活躍的地帶，否則，化石可能在地殼運動下被帶入地殼深處，在高溫高壓下熔化。

當化石形成之后，如果要再見天日，還需要自然的侵蝕作用把化石所在地的表層剝離，使化石重新回到地表附近。這樣一來，考古學家們就有可能找到化石了。

根據(jù)化石形成的特點，考古學家總結(jié)出化石在哪些地區(qū)存在的可能性比較大，這些信息可以提高發(fā)現(xiàn)化石的幾率。

第一步? 被埋葬

禽龍還來不及反應(yīng)，就被大量泥漿沖下河岸，深深地埋入其中。

可憐的禽龍在泥漿中走到了生命的盡頭，但這卻是化石形成的開端。

1.2億年前的一天，雨淅淅瀝瀝地下著，一只禽龍在河岸邊悠閑地咀嚼著樹葉。

然而，雨水漸漸地使河岸上的泥土松垮，許多泥土開始下滑，而且下滑速度越來越快。這只禽龍有幸即將成為化石的天選之龍。

第二步? 在泥土中剩下骨骼

在泥土中，細菌和蟲子將禽龍的軟組織，如肌肉、皮膚和內(nèi)臟等蛀空，只留下一具骨骼。

骨骼并非完全緊實，而是布滿了上百萬個微小孔隙，你只有通過顯微鏡才能看到這些孔洞。當生命體活著的時候，這些孔隙里填滿了血管和神經(jīng)，為骨骼提供養(yǎng)分。而禽龍此時骨骼中的血管和神經(jīng)已經(jīng)完全被掏空了。

第三步? 礦物質(zhì)替換骨骼

雨水沖刷著巖石，將巖石中的礦物微粒帶入河中，富含礦物微粒的雨水漸漸流入禽龍骨骼的孔隙里。礦物微粒越積越多，在數(shù)萬年間，隨著骨骼的腐壞，禽龍原本的骨骼物質(zhì)漸漸被這些礦物所取代，直至完全成為石質(zhì)的骨骼復(fù)制品，這就是石化過程。這些礦物在骨骼中形成堅硬的晶體，最終成為化石。

第四步? 壓實變硬

風雨不斷帶來更多的沙土，在禽龍所在地鋪上一層又一層，最后泥土被壓實變硬，形成了巖石。

第五步? 出露地表

在地質(zhì)運動中，埋藏著化石的巖層再次被推到地表，等待考古學家發(fā)現(xiàn)它。

生命壘成的石壁

只有極少數(shù)生物能夠在數(shù)百萬、數(shù)千萬年后仍保留原本的形態(tài)，大多數(shù)生物都形態(tài)盡散，然而，它們并未走遠，很多都變成了你手中的石頭。雖然沒有生物的形狀，但它們同樣留下了生命的印跡。

1億多年的生命遺體堆積成山

在英國英吉利海峽，有一座高150多米、綿延5千米的白色懸崖，名叫“多佛白崖”，白色巖石由石灰石組成，而這些石灰石來自一種叫球蟲的海洋單細胞微生物，它們的殼由碳酸鈣組成。殼體在海底一點一點累積，今天的多佛白崖可能是球蟲1億多年堆積的結(jié)果。

我們身體的一部分是巖石

人類是活的生命體，而巖石是無生命的，那我們和巖石有什么關(guān)系？事實上，生命體與巖石含有許多相同的物質(zhì)——礦物質(zhì)。

巖石組成了地球的表面：地殼，而人類目前發(fā)現(xiàn)的100多種化學元素，大部分都包含在地殼中。人體含有大約6%的礦物質(zhì)：鈣、磷、鉀、硫、鈉、氯、鎂和鐵。它們在人體中發(fā)揮著重要的作用，其中鈣占人體礦物質(zhì)總量的一半，是我們骨頭的主要組成成分;微量的鎂、鐵等可以幫助肌肉和神經(jīng)正常工作。而這些礦物質(zhì)都可以在巖石中找到。

其實，生命體的所有元素都能在大自然的非生命物質(zhì)中找到，但組成方式的不同使它們有了生命和非生命的天壤之別。

石化木

有時，遠古時代的樹木掉進富含礦物質(zhì)的河水中，樹木的形狀會被保留下來，而有機成分被礦物質(zhì)替代，形成石化木。

粉筆來自于貝殼

粉筆是課堂上老師必備的寫字工具，其實，粉筆的成分除了少量色素之外，主要就是碳酸鈣，來自于含鈣質(zhì)的石灰石。而這些石灰石來自于古老的貝殼、珊瑚和浮游生物。當這些生物的遺體被越埋越多后，重量使它們壓實、結(jié)塊，形成巖石，有時在一些石灰石上還可以看到部分貝殼的形狀。石灰?guī)r地層也是容易找到其他古生物化石的地方。

煤來源于植物

煤是現(xiàn)代人類的主要能源之一，家里的電力就是由燒煤產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化來的。而煤是由植物的樹枝、樹葉和根莖在數(shù)百萬年里逐漸形成的。

植物一開始腐爛變成黑色的木質(zhì)素，因為地殼運動，這些黑色物質(zhì)不斷被拖入地下，并經(jīng)歷了一系列的高溫、高壓等變化后，形成了煤。它們就像進入了地球內(nèi)部的一個高壓鍋里，經(jīng)過各種極端方式烹飪后，燉出了一大鍋煤。

現(xiàn)在還能形成煤嗎？

煤的形成需要特定的自然條件，在3.6億年前～3億年前，地球上出現(xiàn)了木本植物，但沒有出現(xiàn)能夠分解木質(zhì)素的細菌，因此，木質(zhì)素得以保存，正是這種物質(zhì)成為了煤形成的關(guān)鍵原料。而今天的地球上已經(jīng)出現(xiàn)了很多可以分解木質(zhì)素的細菌，樹木死亡后會被細菌徹底分解，再也沒有機會形成煤了。因此，煤是不可再生資源，它總有一天會被用完。

會生長的石頭

在澳大利亞鯊魚灣海岸的一片淺灘上，“生長”著一群石頭，頂部圓圓大大，呈柱形，立在海底的沙石上。不過，它們生長得非常緩慢，一年長不到1毫米。如果你將一塊石頭切開，會發(fā)現(xiàn)內(nèi)部像千層糕一樣層層疊疊。如果石頭比較“新鮮”，你會在石頭頂部看到一些綠色的絨毛，這些絨毛其實是藍綠藻，正是它們制造了這些石頭。

石頭由細菌制造

藍綠藻雖然被稱為“藻”，卻與細菌屬于同類生命形式——單細胞，沒有細胞核。在一團藍綠藻中，其實包含著多達10種細菌，而且聚集的個體密度非常高，每平方厘米有30萬個細菌個體。細菌們會釋放黏液，不僅將它們自己粘在一起，還會將細小的沙石鎖在黏液中，獲取其中的礦物質(zhì)。

藍綠藻需要太陽光進行光合作用，以獲得生存的能量，因此，它們喜歡呆在沙石的表面。于是，經(jīng)過數(shù)千年，礦物質(zhì)不斷往上堆疊，最終長成了石頭。而這些石頭也有自己的名字——疊層石。它們生長得很慢，即使是100年前被船槳刮了一下，刮痕至今看上去仍然比較新鮮。

地球上最古老的生命

藍綠藻是地球上最古老的生命之一，目前科學家發(fā)現(xiàn)它們在35億年前就已經(jīng)存在了，在那時，別說恐龍了，地球上還沒有其他生物存在。地球上的氧氣最早就是由藍綠藻通過光合作用釋放出來的。在藍綠藻和各種微生物工作了大約20億年后，地球上氧氣足夠了，才開始出現(xiàn)多細胞的生命形式。

藍綠藻去哪了？

今天的藍綠藻已經(jīng)遠不如幾十億年前那么多了。雖然藍綠藻能制造氧氣，但氧氣太多的話，就不適合它們生存了。喜歡氧氣的細菌出現(xiàn)，搶占了藍綠藻的生存空間;新的動物，如蝸牛，喜歡吃藍綠藻。這些變化都導(dǎo)致藍綠藻的數(shù)量不斷縮減。

今天，只能在地球的某些地方看到疊層石，除了鯊魚灣，墨西哥、巴哈馬等國的鹽水灣也可以看到，它們?nèi)匀挥弥?5億年前的古老配方和工藝制造石頭。

找找這些圖里的“活石頭”

偽裝成一塊石頭，你們太有才了！哪個獵食者想吃石頭呢？猜猜下面這些圖片中，偽裝成石頭的都是什么生物？