伯吉斯页岩:进化的大爆炸

化石搜寻探险从扑翼远足开始,伴随着持续的叮当声。这段配乐来自多伦多皇家安大略博物馆无脊椎古生物学馆长让·伯纳德·卡隆背包上的防熊钟。卡隆走过加拿大落基山脉深处的一片常绿森林。经过四个小时的颠簸,他突然像山羊一样起飞了。当其他人屏住呼吸时,他迅速爬上了松散参差不齐的岩石。最后,研究小组在悬崖顶部团聚并坍塌,观察伯吉斯页岩上的风景。

伯吉斯页岩的奇异奇观,世界上最大的化石荒野“耶!化石!我们真的在这里!”瑞典乌普萨拉大学研究生艾莉森·戴利感叹道。她咬了一口奥利奥饼干,紧张地扇着脸。

伯吉斯页岩是古生物学家的圣地。史密森学会第四任秘书查尔斯·杜利特尔·沃尔科特(Charles Doolittle Walcott)在一个世纪前,也就是1909年夏天发现了这个丰富的化石层,并以附近的伯吉斯山命名。在这里的第一个赛季结束时,沃尔科特写信给一位同事说,他“发现了一些非常有趣的事情”,并谈到要保持低调。伯吉斯化石只讲述了寒武纪大爆炸的演化故事。当时相对简单的生物迅速多样化,成为今天生活的动物物种。保存完好的伯吉斯标本(很可能是被水下泥石流掩埋的)中包含了软体动物的遗骸,这在化石记录中并不多见。这些动物生活在5.05亿年前的海底,接近寒武纪末期。卡隆说:

"我们今天知道的大多数门已经可以在寒武纪和伯吉斯页岩中看到."。但是这些化石看起来仍然很奇怪。“当然,他们展示了进化的证据,”凯伦说。“你在那里看到的动物与我们今天看到的不同。

爬山之后,摄制组开始探索最著名的伯吉斯页岩遗址。一块网球场大小的岩石现在被称为沃尔科特采石场,沃尔科特在这里首次发现了化石。在九个野生季节里,他收集了65000个标本,从那以后,这个遗址被无数探险队发现。发现任何有趣的化石都会考验他的耐心和热情。即便如此,研究小组还是分散在灼热的山丘上,一片一片地翻出蓝灰色的页岩,检查两侧是否有蠕动或纹理模糊的阴影。新斯科舍省哈利法克斯市达尔豪西大学的研究生杰森·洛克顿(Jason Lockton)表示,由于岩石潮湿时更容易看到化石,研究人员偶尔会舔一下石板。

“就像玩老虎机一样。”拉,拉,拉,拉。你最终会得到一个。也许你旁边的人会赢。那你就要继续前进。

沃尔科特将他的标本确定为灭绝的或现代的类群,如节肢动物(虾、蟹、昆虫等。)或环节动物(分节虫)。从65438年到0989年,古生物学家史蒂芬·杰·古尔德在他的畅销书《精彩人生》中普及了伯吉斯的“怪异奇观”。但他认为沃尔科特错误地将这些化石归入了现有的分类群。他认为,这块奇怪的“问题生物”化石长期以来无法通过科学鉴定。比如幻视,这种一英寸长,背上有两排刺的生物,应该有自己的分类学分类。

最近,古生物学家开始重新研究这些分类,主要是因为在澳大利亚、中国、格陵兰岛、俄罗斯、西班牙和美国发现了伯吉斯型化石。有了更多的标本,科学家可以更好地看到动物之间的相似性,所以他们正在将注意力从独特性转移到相似性。

在沃尔科特采石场进行了一周的减肥选择后,卡隆和他疲惫而酸痛的团队准备尝试一个新的地点。乐观的卡隆说,“我期待在意想不到的地方看到许多新的化石。”一百年后,仍有许多问题和发现有待发现!"

卡隆登上直升机,侦察附近的山峰,寻找未来的新地点。波莫纳学院的地质学家罗伯特·盖恩斯加入了他的行列。他一毫米一毫米地研究页岩,以确定不同的地层是代表数千年的沉积物堆积,还是代表几分钟的风暴流沉积。凯伦说,“我们依靠鲍勃来阅读《岩石之书》。盖恩斯从直升机上看到了许多有希望的地方。”科学地说,我被唤醒了。他想趴在地上拿出卷尺。

直升机降落在斯坦利冰川附近。凯伦和盖恩斯加入了另一队。他们已经在寻找化石了。没多久就把工资弄脏了。第一天下午,洛斯顿发现了一种叫做爬行动物的物种的化石(直到可以正确研究、鉴定和命名)。凯伦喊道:“香槟!”卡隆解释说,这种触手和其他三种底栖生物的标本也被采集到了。

"爬行动物是一个新物种,但还有另一个重要原因."这有助于理解两种动物的谱系,一种是海星和棘皮动物,另一种是浮游生物和半棘鱼。这种爬行动物可能是一个共同的祖先,有可能将我们今天所知道的两种动物结合起来。

斯坦利冰川谷,形状像一个圆形剧场,原来是一个古生物选美比赛的现场。随着冰川的融化,在过去的几千年里,它露出了新的露头,松散的岩石绵延一英里半。“在这里发现如此多的动物,它们在数亿年前从未被接触过,这令人难以置信,”卡隆说。在接下来的两周内,他和他的工作人员偶尔会使用钻石锯收集数百个标本,其中包括他们认为是四个新物种的标本。" .其中一种是节肢动物,在那里发现了大量的附肢,很多水手在那里发现了甲壳类动物,所以它成为了一种吉祥物,叫做“斯坦动物。”可怕的动物,”卡隆谈到一个长着尖尖的腿和一排排牙齿的标本时说。你不想晚上把它放在睡袋里。

野外季节结束后,卡隆回到安大略皇家博物馆,在那里他把自己破旧肮脏的徒步旅行羽绒被换成了实验室白色。在收藏室,他翻看着一个笔记本,试图找出他脚下散落着石头的罐子和板条箱。“这是一个等待打开的宝箱,”他高兴地说。

西沃恩·罗伯茨住在多伦多。她是《无限空间之王》的作者。欧洲、亚洲、澳大利亚和北美的新伯吉斯页岩矿床(斯坦利冰川遗址的卡隆)正在向科学家展示演化模型。一个世纪前,被称为伯吉斯页岩的丰富化石库首次被发现。(西班·罗伯茨