虚假的生物“灭绝”！——拉撒路物种研究

原创 小桔 桔灯勘探 4天前

“生物灭绝”对于

我们来说既熟悉又陌生。

地球上曾经出现的几次大灭绝

使三叶虫、海蝎和恐龙等

大量生物消失不见。

 

然而，却有这样一群生物

在自然史上曾经被认为已经灭绝，

某天又突然在地球上出现，

并且十分活跃。

拉撒路物种化石（图源@Martin R. Smith）

拉撒路物种化石（图源@Patricia Nietzold）

拉撒路物种化石（图源@fossilera）

这一现象使古生物学家和

地质学家们十分惊异，

他们将这种生物称之为

拉撒路物种（Lazarus taxon）。

生物灭绝（图源@Naturewasmetal）

01

拉撒路物种（Lazarus taxon）

以奇特的“生存和死亡”而闻名。

它们的遗体曾经突然从化石记录中消失，

使它们看起来像是已经灭绝。

在数百万年后，拉撒路物种又在

我们最意想不到的时候

重新出现，令人大吃一惊。

研究拉撒路物种的生存方式，

可以让我们更好的了解

化石记录描绘历史的极限。

据目前研究表明，

地球上最早的生命

起源于约38亿年前。

但在这之后很长一段时间里，

生命的史册中只有

单细胞这一个章节。

多细胞生命直到大约9亿年前

才出现，而我们可以称之为

最早动物的生命大约

是在那之后的1亿年才出现的。

因此生命跨越时间

再“复活”的这个著名故事，实际上

开始于5亿多年前的寒武纪。

在5.08亿年前寒武纪时期，

动物王国开始出现混乱。

加拿大不列颠哥伦比亚省

伯吉斯页岩的灰色岩石

是观察这一证据的最佳地点。

伯吉斯页岩采石场（图源@Mark A. Wilson）

伯吉斯页岩是由古生物学家

查尔斯·沃尔科特于1909年发现的。

这里是化石的天堂，到处

都是神奇而又令人困惑的生物。

几十年来，科学家们在这里

遇到了很多令人迷惑的问题

——比如某种动物的哪个部位

是顶部，哪个部位是底部。

伯吉斯页岩化石（图源@Parks Canada）

在过去的一个世纪里，

专家们对所有带甲的

身体部分、附属物、尖刺和

其他化石特征进行了分类，

发现了一个与以往任何化石

都不一样的动物世界。

奇虾化石（图源@Keith Schengili-Roberts）

以奇虾为例，它有一对

带柄的巨眼，一对分节的

用于快速捕捉猎物的巨型前肢。

虽不善于行走，但能快速游泳。

25厘米直径的巨口

可掠食当时任何大型的生物，

是一种攻击能力很强的食肉动物。

奇虾（图源@Rainer H）

还有怪诞虫（Hallucigenia），

它是现今天鹅绒虫

（Velvet Worm）的表亲。

当它在1977年第一次被发现时，

专家们认为它在海床上踮着脚尖，

长着长长的尖刺。后来才发现，

他们是在颠倒着看它!

怪诞虫（图源@Jose manuel canete）

除此之外，名为奥托亚虫

（Ottoia）的分节蠕虫、

节肢动物马尔拉虫（Marrella）、

爬胃虫（Herpetogaster）

以及皮卡虫（Pikaia）等

都是在当时较为活跃的生物。

奥托亚虫（图源@PaleoEquii）

我们今天看到的主要动物群体

——从海绵动物到

节肢动物再到脊索动物

——几乎都出现在寒武纪这段时间里。

马尔拉虫（图源@文献[1]）

然而，后来发生了一些事情，

使这些奇怪的生物很多

都在寒武纪末期了“消失了”，

或者说至少在化石记录上看起来是这样。

爬胃虫（图源@文献[2]）

02

在寒武纪之后的奥陶纪时期，

动物生命组成发生了巨大变化。

在布尔吉斯页岩中发现的

许多奇怪的动物——如奇虾

——突然消失了。

奇虾（图源@PaleoEquii ）

通过观察这些岩石中

不同时期的动物群落化石，

科学家们认为这就是灭绝事件

在化石记录中出现的方式

——生命连续性的急剧中断。

（图源@Lynette Cook/Science Source）

然而，之后的一个偶然发现

改变了一切，有效地推翻了

专家们所认为的这一次生物灭绝。

20世纪90年代，当地的

化石猎人本·莫拉(Ben Moula)

在摩洛哥德拉山谷寻找化石的时候，

偶然发现了一些奇怪的无脊椎动物化石。

他将其交于该地区专家进行研究，

发现这些是拉撒路物种

（Lazarus taxon）的完美实例。

摩洛哥德拉山谷（图源@Safaa Kasraoui）

这些生物化石约有4.8亿年的历史

——即形成于奥陶纪时期。

但它们中许多外形结构

更接近于还要早2000万年前的

布尔吉斯页岩动物。

有些化石甚至和马尔拉虫

（ Marrella）一模一样。

马尔拉虫化石（图源@JEAN-BERNARD CARON）

其中最令人印象深刻的是

发现了一种两米长、

有着同样叶状附属物的奇虾近亲。

也就是说，科学家们认为

已经灭绝的寒武纪生物

直到奥陶纪时期依旧存活着。

这绝不是拉撒路物种

唯一一次被发现。

一种被称为腔棘鱼（coelacanth）的

体型巨大的生物，在20世纪30年代

被从南非海岸打捞上来之前，

曾被认为已经灭绝了6600万年。

南非腔棘鱼（图源@Bruce A.S.Henderson）

而在植物学家于20世纪40年代

在中国发现活标本之前，

人们也只是从化石中才知道水杉。

水杉（图源@CONNON）

那么，为什么会发生这种情况？

一种生物是如何从化石记录中消失，

又在后来完好无损地出现的？

腔棘鱼化石（图源@Bridget Alexis George）

03

拉撒路物种（Lazarus taxon）

的出现有很多不同的原因。

生物石化需要特殊的条件。

以腔棘鱼为例，它生活在深海中，

而在这个环境中并不能

很好地进行石化并保存化石，

因此导致化石记录出现了

如此长时间的间断。

腔棘鱼（图源@BBC）

其他一些被古生物学家认为

早已消失的寒武纪生物也是如此。

不适合保存化石的栖息地

使其无法将骨骼留下供我们去寻找。

虽然有一些生物具有外骨骼，

但几乎所有的外骨骼都是软体的。

它们需要极其特殊的环境才能变成化石。

例如被大量沉积物极速掩埋，

否则它们的尸体很可能会腐烂，

什么也不留下。

事实上，地球上存在过的生物

远比我们发现的化石要多的多。

但在所有的这些物种中，

仅有少数生活在适宜形成化石的地方。

（图源@Dirk Schulze-Makuch）

在这少数中，又只有小部分

能够变成化石并保存在

离地表足够近的岩石中。

而在这小一部分中，又只有

极少的一部分分布于

科学家们实际去过的地方。

（图源@UN）

因此化石记录告诉我们的故事

并不像一部完整的电影。

相反，它所讲述的情节

是断断续续的，混乱的，

有许多奇怪的情节漏洞和似乎是

无缘无故从剧本中跳出来的角色。

化石记录（图源@Sceptic view ）

拉撒路物种的存在否定了

古生物学家们曾经认为的灭绝事件。

证明了在伯吉斯页岩时期

繁衍的动物在当时可能并未灭绝。

它们只是无法很好地石化，

在化石记录中创造了

一场虚假的“灭绝”。

实际上在当时它们可能

依旧成群结队的在海洋中出现。

化石记录中的空白（图源@Sceptic view ）

当然，这些寒武纪动物最终

确实灭绝了。但特别之处在于，

它们实际存活的时间

比科学家预想的要长的多。

（图源@John Sibbick/Natural History Museum ）

这些都充分证明了

人们对化石的研究还有很大探索空间，

而化石记录对于真实历史的描述

也的确存在局限性！

参考资料：

[1] Haug J T , Castellani C , Haug C , et al. A Marrella-like arthropod from the Cambrian of Australia: A new link between "Orsten"-type and Burgess Shale assemblages[J]. Acta Palaeontologica Polonica, 2013, 58:629-639.

[2] Caron, Jean-Bernard & Morris, Simon & Shu, Degan. (2010). Tentaculate Fossils from the Cambrian of Canada (British Columbia) and China (Yunnan) Interpreted as Primitive Deuterostomes. PloS one. 5. e9586. 10.1371/journal.pone.0009586. 

[3] The Burgess Shale (Middle Cambrian) Fauna[J]. Annual Review of Ecology & Systematics, 2003.

[4] Grygier, M.J. Ascothoracida and the unity of Maxillopoda[J]. Crustacean Issues, 1983.

Natural History Museum、YouTube、维基百科、搜狐、百度百科等