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固著蛤:小身軀隱藏大秘密

在約1億年前的地球海洋中,生活著一群帶貝殼的軟體動物。它們雖然也屬於雙殼動物,但形態上與現代的雙殼動物差別巨大,而且,它們不會自由地漂蕩在海洋中,而是將雙殼中的一半附著在基底上,由另一半自由開啟。特殊的生活方式,讓科學家將其命名為「固著蛤」。

數量龐大的固著蛤在那時並不起眼,在地球上安然度過了1億多年後,固著蛤在大約66百萬年前全部滅絕。隨著地殼的運動,一部分固著蛤與周圍的環境融為一體,成為化石。

生命雖然終結,但它們的使命並未結束。反而因為其生活地帶的特殊性,成為現代科學家們重點研究的對象。

在不斷的發掘工作中,中科院南京地質古生物研究所的研究人員成功地發現了固著蛤的新物種,建立了新屬。

一半「禁錮」一半自由

在古動物分類學中,固著蛤是軟體動物門雙殼綱馬尾蛤目的統稱。除了生活方式不同於普通雙殼類和其他軟體動物,它們的殼體外形亦有區別。與現代雙殼類動物貝殼對稱生長的特點不同,它們的兩殼一般不對稱,即附著的一面與可開啟的一面並不對稱。而且,固著蛤的外形也不是扇面,而是有些呈蝸牛狀,有些則呈杯狀或牛角狀。

「固著蛤演化迅速,起源於晚侏羅世牛津期中期,於白堊紀末馬斯特里赫特期全部滅絕,在其約1億年的繁衍歷史中共演化出160餘屬。」中科院南京地質古生物研究所助理研究員饒馨在接受《中國科學報》記者採訪時進一步介紹道。

演化迅速,種類繁多,但並不意味著固著蛤具有極強的適應力,相反,它們具有敏感的生態適應性,所以對生存環境有著極高的要求,一般生活在溫暖淺水環境。這一特性,讓固著蛤成為識別白堊紀中期至晚期特提斯區域的生物地理分區標識物。「這裡所說的特提斯,是指在地史時期存在於勞亞大陸和岡瓦納大陸之間的廣闊海洋。在那時,特提斯區域存在幾個生物地理分區,固著蛤常被用來識別這些生物地理分區,所以這類雙殼類也是重建古地理、劃分沉積相和追索大陸漂移的重要標誌。」饒馨補充道。

不僅在古生物和古地理領域佔據著重要位置,固著蛤還具有重要的能源意義和經濟價值,這也是人類尋找固著蛤蹤跡的重要原因。因為固著蛤生活的區域常伴隨著大量珊瑚和藻類,所以地殼變動後,由固著蛤、珊瑚和藻類一起建造大規模的礁體和碳酸鹽台地,構成生油的物質來源和良好的儲油載體。目前,世界上已經發現的許多大型油田都與白堊紀固著蛤地層有關,如中東和墨西哥灣等地區。

多年堅守發現新屬種

固著蛤身藏諸多秘密,意義重大,但科學家對其化石材料的採集卻極其困難。因為在我國,固著蛤化石僅發現於西藏和新疆的海相白堊紀地層中,且「隱藏」在堅硬的大塊灰岩中。「要在灰岩中敲出完整的標本非常困難,而且固著蛤的外殼層很容易碎裂,進而與殼體剝離。」饒馨解釋說。

化石的發掘困難,導致我國對固著蛤的研究較為薄弱,甚至曾出現近20年的空白期。2009年,在中科院南京地質古生物研究所研究員沙金庚帶領下,一支研究隊再次踏入西藏,尋找固著蛤化石。那一年,饒馨第一次參加西藏野外考察。這次他們沒有無功而返,而是在拉薩地塊北部郎山組成功地採集到了一些固著蛤標本。

經過後期的進一步研究,研究人員發現這些化石與其他輻射蛤科化石外殼層呈普遍發育網格狀結構不同,其外殼層全部為緻密結構,所以他們斷定新發現的化石是一種新的屬。為了得到確認,他們試著聯繫了國際固著蛤研究的權威、英國開放大學教授Peter W. Skelton。「令我們受到鼓舞的是,他非常認同我們的觀點。」饒馨說。最終,這一新屬被命名為黎明射蛤屬(Auroradiolites)。

「第一次發現黎明射蛤屬化石時,我們非常驚喜,因為我們在若干個剖面都發現了這種化石,而且採集到了較為完整的標本。」饒馨回憶說。而在黎明射蛤屬被命名後,世界各國研究人員也陸續在其他地塊找到了這種固著蛤的化石。不過,目前資料顯示,黎明射蛤屬的分布範圍局限於特提斯北岸的亞洲西南部,以及太平洋西岸的日本北海道地區,地質時代為晚阿普特至阿爾布期。

在隨後幾年的發掘工作中,沙金庚與饒馨等人又在拉薩地塊南緣的桑祖崗組發現了黎明射蛤屬的蹤跡。「我們在桑祖崗組發現的黎明射蛤屬與2009年發掘的化石屬於同一種,均為雙凸黎明射蛤,而且地質時代為白堊紀中期。」饒馨說,「這說明,在白堊紀中期時,伊朗、阿富汗、巴基斯坦北部、印度北部、拉薩地塊和日本北海道地區均位於特提斯洋東段的北岸和太平洋西岸,因為古緯度相似,古地理環境相似,所以孕育了相同的物種。」

固著蛤研究將集結成冊

仲巴縣扎布耶剖面,大塊灰岩表面的固著蛤化石

兩次重大發現、兩次極具影響力的論文背後,是沙金庚研究組2009年、2013年、2014年和2015年的四次野外工作的辛苦結果。饒馨至今還記得,在尋找固著蛤的道路上,他們曾經遭遇塌方、陷車等危險狀況。「我們住的地方一般都沒有自來水,而且每晚限時供電一個小時或者兩個小時。」

艱苦的條件並沒有令他們產生畏難情緒,反而迎難而上。為了克服固著蛤化石易碎的困難,他們在將化石敲下前先將灰岩表面的固著蛤的自然切面進行拍照,留下野外採集的第一手資料;在實際採集過程中,常用的地質錘難以撼動堅硬的灰岩,所以他們考慮使用小型的切割機,以便獲取完整的化石。

從20年的空白期到新屬的發現,沙金庚研究組付出的艱辛得到了回報。現在,在沙金庚研究員帶領下,饒馨等科研人員正在進行中國固著蛤化石的系統總結,編撰《中國的固著蛤化石》一書。

「我們正在將中國已經發表的固著蛤化石研究進行重新釐定,並將前幾年野外工作中所採集的全部固著蛤化石進行分類、命名和描述。」饒馨說。


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