化石和古生物学
对许多人来说,“化石”一词已并不生疏,因自然博物馆里常陈列有化石。可若问你化石是怎样形成的?它的科学意义何在?恐怕就较少有人会说得清楚了。简单说来,化石是古代生物死后,其遗体遗物或遗迹被埋藏在地层里,经长期的石化作用,变成了像“石头”状的东西。比如,一条古代的鱼死了,尸体如果没被别的动物吃掉,也没被湍急的水流冲毁,而正好遇上沉积环境,被泥沙一层层掩埋起来。一年,十年,百年,千年,至少几万年甚至几亿年,软体部分腐烂了,骨头,鳍条等坚硬部分,其有机质逐步被无机质(矿物质)所置换,最后变成了化石。化石的外形还和原来骨骼一样,但内容已是矿物质,所以分量就重多了。
照此说来,只有在沉积岩(或叫水成岩)中才能保存有化石,火成岩、变质岩中一般不会有化石。因为火山爆发时温度很高,即便有生物遗体,早已会被烧为灰烬。变质岩是在高温高压下形成的,也不可能把化石保存下来。不过,火山灰中却时有发现化石,因为火山灰飘落时业已冷却。所以,找化石,应到沉积岩地区去。不是经常有人发问,你们怎么知道哪里有化石?这是最简明的回答。
除动、植物的硬体部分如骨骼、牙齿、介壳、树干等最易保存为化石外,在特殊的情况下,有时生物的软体部分也可保存为化石。如山东山旺组硅藻土中的花朵、触须,西伯利亚冻土中猛犸象的肌肉等。这些,统称遗体化石,即生物体本身的某部分石化为化石。有时,动物的粪便、蛋也可形成化石,这叫遗物化石;而足印、洞穴等化石,则叫遗迹化石。
并不是所有生物死后都能形成化石。恰恰相反,能形成化石的只占古代死亡生物的很少很少一部分。而完整保存或部分完整保存的化石,又是其中很少的一部分。化石深埋在岩层中,只有在遇到地层上升的机会,或经风吹雨打,把表面的岩层风化了,化石才被暴露出来。这时如正巧遇上古生物学家去了,才有可能把化石挖出来。若没遇上有人去,暴露出来的化石,随同它的围岩一起,一点点被风化殆尽,化石也就告吹了。你看,采到一件化石有多难,特别是一件完整的化石,更是难上加难。无怪乎古生物学家视化石为珍宝!一只茶杯打碎了,你马上可以再去买一只来,可一件化石损坏了,尤其是珍稀标本,你可能一辈子再也找不到了。珍贵的化石不仅是出产国所有,它也是世界古生物学界的“财富”。德国的始祖鸟化石世界上许多国家都制有模型,用以展览和对比研究。我国中国猿人第一个头盖骨标本丢失后,50年来,世界许多古人类学家一直在注意寻找。
广义来说,凡从地层的岩石中挖出来的,能够为我们提供关于古代生物的体形或构造方面资料的东西,无论是直接的或比较间接的资料,都可称为化石。按此,煤无疑也是化石,甚至连古人类制造和使用的工具,也可归为化石。
古生物学,顾名思义,是研究古代生物的科学。古代生物现已死亡,古生物学的研究是以化石为依据的。化石是埋藏在地层里的,所以古生物学又与地质学有联系。实际上,它是一门介于生物学和地质学之间的科学。一位有作为的古生物学家,既要具备生物学的知识,也要具备地质学的知识。加之,古代生物是没有国界的,各大洲可以互通,我们在研究本国出产的标本时,务必了解其它国家出产的同类标本。这就要求我们有一定外语基础,并且多多益善。显然,培养一位有为的古生物学家多不容易!
经常有人把古生物学和考古学混为一谈,认为凡是研究古代东西的学问统叫考古学。其实,它俩各有自己研究的对象和范围。大体说来,古生物学研究的范围是从地球上生命开始出现,到人类出现。生命出现之前的研究为天文学范围,而进入人类社会后则为考古学范围。不过,有时的确也没有绝对界线。
据研究,地球迄今大约已有45亿年历史了。为研究、叙述方便,地质学家根据生物发展的不同阶段,把地球的历史划分为好几个代,代下分纪,纪下分世。代的名称从古至今有太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。太古代历时最长,约有20亿年。当时地球上还没有生命,可能在该代末期,海洋里才开始出现藻类。元古代除藻类外,还发现有海绵的骨针,水母的印痕,放射虫的矽质骨骼等。到距今5亿年前的古生代开始,生物才在地球上大量出现。古生代早期被称为“海洋无脊椎动物时代”。那时,现代无脊椎动物的各大门类,海洋里几乎都已有代表。到古生代中期,鱼类已大为发展,泥盆纪被称为“鱼类时代”。泥盆纪晚期鱼类上岸进化为两栖动物。石炭纪中爬行动物开D?厝K⒉??o[崶bH燏耢蠻{峧檱,讲G慝禙鄖Aw