那些藏在岩石中的古老秘密

达尔文日记:1833年8月24日，“伯杰”号终于抵达阿根廷的布兰卡港。我在港口逗留了几天，考察了周围的环境。离海岸几英里处，有一片平原。平原的一部分由红色粘土构成，而另一部分富含钙质泥灰岩。由于陆地的缓慢上升，我发现了许多贝类的软体动物化石，它们只出现在靠近海岸的高地的海里。在阿尔塔的角落里，我发现了许多非常奇怪的巨型陆生动物化石，这让我非常兴奋。

达尔文在地层中看到了许多奇怪的化石，他为什么如此激动？因为在他那个时代，科学家很少发现化石。即使在收藏最丰富的博物馆里，人们也只能看到很少的化石展品。例如，现在在主要的博物馆里有许多恐龙化石，但是当达尔文进行环球探险时，恐龙仅仅被发现了10多年，而且很少有物种和标本。英国著名博物学家爱德华·福布斯(Edward Forbes)当时说，许多化石物种是根据某个地方的几个标本命名的，甚至是个别的、经常被破坏的标本。

地层

化石是保存在地层中的古代生物的遗迹。我们居住的地球有46亿年的历史。在每个时期，沉积物和其他物质都缓慢沉积。在一些地方，我们可以看到不同时期形成的沉积物是一层一层的，就像一本记录地球历史的书，所以地层这个词也很生动。

如果生物沉积在一起并被沉积物掩埋，它们在缺氧的环境中不会完全腐烂，周围的矿物元素会渗入到生物的残骸中，取代有机物质，有机物质可能会变成化石。它们仍然保留着生物体的结构，实际上已经变成了石头。然而，绝大多数生物在死后会迅速腐烂，而且石化的比例很低。著名的英国进化生物学家理查德·道金斯曾经说过:只有少数生物能变成化石，这是一种至高无上的荣耀。此外，化石必须经历数十亿年的地质变化和地下水侵蚀，才能保存至今，这是非常困难的。

那么，化石对我们有什么用呢？一首歌里有两句话:“有一个美丽的传说，精致的石头可以唱”。古生物学家会说，每块化石都讲述了一个故事，并保存了生命的故事。如果你理解正确，你可以阅读这些古代生活故事。

那么，化石讲述了什么样的故事呢？

例如，在辽宁省古生物博物馆，就有这样一个化石。一亿多年前，几十只小鹦鹉喙一起死去，被埋在一起，变成了化石。从埋藏的情况和岩石的成分，我们可以推测火山爆发和地震发生在那个时候，立即把它们埋在一起，变成化石。更令人兴奋的是，科学家推测鹦鹉的喙龙不仅是群居动物，还可能有集体抚养幼龙的行为。甚至还有分工。有一些特殊的“龙”负责抚养这些小恐龙，因为这些小鹦鹉的喙龙在大小上有很大的差异，而且显然不是在同一批中孵化出来的。此外，母龙不可能一次产下这么多蛋。因此，这可能是世界上最早的幼儿园。

一群鹦鹉喙龙幼虫的化石

除了古代生物的生存故事，化石当然还有更重要的科学内涵和关于生命进化的信息。例如，除了我们通常所说的遗迹化石，还有一种化石叫做遗迹化石，比如恐龙脚印。遗骸化石可能包含遗骸无法反映的科学信息，例如遗骸的主人如何移动，他跑得有多快，他是群居动物还是孤独的游侠，等等。，这样我们就可以更深入、更生动地了解那些古老的生物。

更重要的是，化石中隐藏着许多关于生命进化的信息。不同时代的地层中有不同的化石，如寒武纪地层中的三叶虫化石、侏罗纪地层中的恐龙化石等。它们共同构成了生命进化的壮丽图景。如果我们把几百万年前到几万年前的人类化石放在一起，我们就能拼凑出人类起源和进化的整个序列。当然，由于化石不断被发现，对这一进化过程的理解有一个从粗略到详细的过程。有时，由于缺乏化石，一些错误的理解或争论甚至可能形成。

其中，特别值得一提的是，生命进化中的“过渡类型”在被发现之前往往是不完整的，即进化过程中的“缺失环节”。例如，始祖鸟在被发现后被认为是最早的鸟，因为它全身覆盖着羽毛。它残存的爬行动物特征，如长尾、发达的前肢爪子、牙齿等。，让科学家意识到鸟类起源于爬行动物。

大英自然历史博物馆收藏的始祖鸟标本和南京古生物博物馆收藏的中华龙化石标本

始祖鸟起源于哪种爬行动物？当时，出现了几个假说，其中最有代表性的两组，一组认为它起源于恐龙，另一组认为它起源于树懒。没人能说服任何人。激烈的辩论持续了100多年。直到20世纪90年代，中国东北地区才开始发现中华龙等一系列羽状恐龙化石，为鸟类恐龙起源理论提供了有力的证据。这场辩论持续了100多年才基本结束。因此，化石是古生物学家的财富，也是生命进化的有力证据。

(作者是中国科学院南京地质古生物研究所研究员，科普部副主任)