琥珀中的菊石,让一种海洋动物出现在了陌生的环境里。这枚壳的主人与鱿鱼、章鱼有亲缘关系,包裹它的物质则来自树木分泌的树脂。2019 年,研究者描述了这件来自缅甸北部的标本。它引人注目的地方,在于把海洋与森林这两种环境连在一起。解释这次相遇,要从一个平实的细节开始:那是一枚空壳。[2]
软体的缺席,改变了对这段往事的理解。活着的动物被黏稠树脂困住,与一枚遗落海滩的空壳被树脂裹入,讲述的是两种经历。细读这件化石,需要从已经凝固成形的琥珀往回追溯:其中哪些生物是活着进入树脂的,哪些在进入前已经死去,又有什么力量能把它们聚到一起。
小小的壳,内部仍有线索可读
这件标本编号为 BA18100,出自胡康谷地 Noije Bum 附近的一处矿场。Tingting Yu 及其同事在 PNAS 发表研究,并记载标本收藏于上海的 Lingpoge 琥珀博物馆。菊石现存部分的直径仅有 12 毫米。它属于幼年个体,壳体最外侧供软体居住的住室残缺,并非一只完整保存的微型成体。[1]
研究团队借助 X 射线显微断层扫描,透过琥珀查看壳内细节。壳内隔壁与壳壁相接处的缝合线仍有一部分可以辨认,帮助研究者缩小了鉴定范围。作者倾向于将它归入 Puzosia(Bhimaites),同时说明了与其他候选类群的比较依据。这一鉴定支持将其年代定在阿尔布期晚期至塞诺曼期早期,即早白垩世与晚白垩世交替前后,距今约 1 亿年。[1]
这样的审慎自有缘由。盘卷的外壳让人一眼认出大致形态,内部解剖特征则为仍可讨论的分类判断提供依据。要重建这枚壳最后的旅程,还须继续寻找线索。到了这一步,壳上的损伤比它的分类名称更有用。
本该容纳软体的地方,填进了沙粒
菊石外壳的破损与填满沙粒的壳口,是重建过程中的重要线索。伴随它保存的海螺壳中,同样缺少软体遗存。研究机构的介绍指出,树脂将这些残骸包裹起来之前,壳内的动物软体就已经消失。琥珀的其他部位也有沙粒,壳内沉积物由此与周围的材料联系起来。[3]
这些观察合在一起,支持这样一个先后过程:动物死亡,软组织消失,外壳受损并接触海滩沉积物,随后进入树脂。各阶段之间究竟相隔多久,仍属未知。单凭空壳,解释的依据会弱一些,因为软组织缺失也能由保存失败造成。伴随出现的破损和沉积物,让上述解释多了几重依据。
研究机构提出的重建方案,是沿着树脂从海岸树木到遍布贝壳的海滩这一方向展开的。按这一推测,树脂还在树上时,飞虫便可陷入其中;树脂向下流动时,树干基部附近的生物也可被裹入;继续移动时,也可裹入海滩上的材料。这条路线是根据琥珀内的包裹体推演出来的,其中连续发生的动作仍属于重建内容,化石本身留下的是各类包裹体。[3]
一块琥珀,几种栖息地
与菊石壳相伴的还有螨类、蜘蛛、昆虫和马陆;原始研究也描述了等足类动物,但其解剖特征受到遮挡,部分个体的栖息环境尚难确定。[1] 这些生物遗存紧挨在一起,很容易让人联想到一个拥挤的小群落。不过,在保存介质中彼此相邻,与生前住在一起,是两回事。
现代树脂研究让这种区别有了具体参照。在马达加斯加,Mónica Solórzano Kraemer 及其同事,将自然陷入 Hymenaea verrucosa 树脂的动物,与同一批树木周围陷阱捕获的动物作了比较。树脂中的动物组合最接近贴在树干上的黏性陷阱所捕获的组合。相比附近飞行拦截陷阱采到的更广泛的森林动物,树脂更能反映生活在产脂树木上及其近旁的动物。[5]
白垩纪海岸的情形超出了这项实验重现的范围。它考察的是一个更基础的前提:树脂能否无偏地采集周围环境中的生物。实验表明,栖息环境和行为都会影响哪些动物进入样本。谨慎地将这一认识用于眼前的标本,可以看到,琥珀中的生物遗存既反映周围的生物分布,也受树脂收集过程的影响。菊石壳将这种收集的范围延伸到了树木之外,其他包裹体是否来自海洋,仍须各自判断。[5]
海岸环境易于确认,灾难事件仍待厘清
现生的海岸森林提供了另一组有用的参照。Alexander Schmidt 及其同事在新喀里多尼亚研究南洋杉属(Araucaria)树木的树脂,将新鲜树脂表面朝向大海暴露,同时检查仍附着在树上的较老树脂。他们发现,海洋微生物可以与陆生生物遗存、盐晶体一起被树脂捕获。对于少量海洋包裹体,空气搬运提供了一条合理的进入途径。[4]
微生物被带向内陆,与一枚直径达到厘米尺度的菊石壳被搬运,涉及的问题各有不同。现代研究为海洋与树脂之间的联系提供了依据,至于这枚壳是否由风送来,仍待证实。解释它的经历,还须考虑尺寸、保存状态以及伴生沉积物的限制。类比的适用范围清楚,它才有助于理解这件标本。[4]
除树脂流到海滩碎屑中的解释外,菊石研究团队还考虑过海啸和热带风暴。印第安纳大学的介绍着重说明了他们倾向于海滩解释的理由:这些海洋贝壳的主人早已死亡,而在当时研究过的琥珀标本中,海洋包裹体依然罕见。这些观察削弱了某些剧烈事件解释的说服力,同时仍为风暴或洪水的参与留有余地。[2]
由此浮现的,是一片环境轮廓渐明、具体事件仍待厘清的海岸。森林离海足够近,两种环境中的材料得以在这里相遇。菊石死亡的日期,以及树脂包裹它那天的天气,都还无从确定。最能透露这段经历的,是死亡与包裹之间的那段间隔:在成为琥珀包裹体之前,这枚壳已先成为散落的残骸。
资料来源
- Tingting Yu 等,“An ammonite trapped in Burmese amber”,PNAS 116,11345–11350(2019)——标本 BA18100、产地、解剖特征、鉴定与保存情况;机构提供的全文 PDF。
- Andrea Zeek,“First-of-its-kind ammonite in amber offers rare glimpse of ancient sea life”,印第安纳大学(2019 年 6 月 5 日)——发现背景、不同的搬运解释及标本照片。
- 中国科学院南京地质古生物研究所,“Coastal Organisms Trapped in 99-Million-Year-Old Amber”(2019 年 5 月 13 日)——空壳、沙粒及从树木到海滩的推测过程。
- Alexander R. Schmidt 等,“Marine microorganisms as amber inclusions: insights from coastal forests of New Caledonia”,Fossil Record 21,213–221(2018)——海洋材料进入海岸树脂的现代观察。
- Mónica M. Solórzano Kraemer 等,“Arthropods in modern resins reveal if amber accurately recorded forest arthropod communities”,PNAS 115,6739–6744(2018)——马达加斯加天然树脂与昆虫陷阱的比较。