關嶺地區——世界罕見的化石寶庫，這裡曾是2億年前動物的家園

這裡曾經是各種海洋生物共同繁衍生息的樂園，今天，它以大量保存精美的化石讓我們得以窺見兩億年前的海洋生物世界。

在貴州西南地區，有一個以保存了大量完美的海生爬行動物和海百合化石而著稱的世界罕見的化石寶庫，這就是關嶺生物群。關嶺生物群的發現是繼澄江生物群和熱河動物群之後，我國又一古生物群重大發現。

自1929年起，

就有許多中外古生物學家對關嶺及其鄰近地區的菊石、雙殼類和牙形石等進行過詳細研究。上世紀90年代，在這裡發現的大量精美的海百合化石又吸引了世人的目光，而最終敲開這個化石寶庫大門的是一塊在無意中被人發現的魚龍化石。

早在1998年，兩位地質學家在貴州的一個奇石市場上了發現了一塊形狀奇特的化石，後來經鑒定，這是一種珍惜之極的魚龍化石。

這一發現引起了中國地質調查局宜昌地質礦產研究所古生物工作者的重視。1999年，該研究所組織一批專家奔赴關嶺地區開展工作。

在開挖的第一天，專家們就挖掘到了魚龍化石，接下來的發現更是讓所有的人都瞠目結舌：海生爬行動物有魚龍類、海龍類和形似龜鱉的檐齒龍類；脊椎動物有兩棲類和魚類；無脊椎動物除大量保存精美的海百合外，還有數量驚人的頭足類、雙殼類、海參、腕足類和牙形石等；此外還有大量保存清晰的植物化石。儘管專家們曾經預測這裡必定存在著除魚龍和海百合之外的其他生物化石，但如此壯觀的景象仍然令他們為之震驚。

為什麼兩億年前的關嶺地區會出現這樣一個繁榮昌盛的海洋生物王國呢?

在距今大約2.2億年的中晚三疊世，如今的關嶺地區還是一片清澈見底的海灣。西南方向是海灣的出入口，與古特提斯洋和南盤江海連通。河流攜帶大量陸源物質源源不斷地流進海灣，為海灣中的濾食性動物們帶來了豐富的營養物質，使這裡成為各種脊椎動物和無脊椎動物生活的天堂。隨河流進入海灣的還有長短不一、大小不同的大量植物莖幹，它們為營假漂浮生活的海百合提供了充足的生活場所。數量眾多的海百合固著在這些漂泊的木頭上，形成了一片水下「森林」，各種魚類穿梭其中。海灣里還可見到海龍類動物，它們時而在海水中嬉戲、捕食，時而在海灘上沐浴陽光。生活在遠洋的魚龍，

一到繁殖季節也成群結隊地進入海灣，它們在這裡談情說愛，繁育後代。小魚龍穿梭于海百合「森林」中，對它們來說，這裡既有豐盛的食物，又是絕佳的藏身之處。

各種海洋生物共同構成了一個欣欣向榮的生物王國。那麼。誰是這個王國的統治者呢?

關嶺生物群中的「皇族」：魚龍

關嶺生物群中的魚龍類，不僅個體巨大(體長最長的超過10米)，而且生活領域廣闊，可以自由往來於淺海和遠洋之間。同時，它們還是關嶺動物群中最兇猛的動物，包括海龍類在內的很多海生爬行動物和個體巨大的魚類(最大的魚類化石的體長超過2米)都是它們的美味佳肴，它們高踞于海洋生物鏈的頂端，堪稱關嶺生物群中的「皇族」。

魚龍最早發現於1699年，不過那時人們認為它是一種魚類。直到1821年，英國博物館的研究人員Koening才正式將這種形似魚類的爬行動物命名為魚龍。魚龍有著流線型的外形和槳狀的四肢，與現今的海豚和鯨類似。

關嶺生物群中的魚龍類主要有4屬4種，分別是中小型的周氏黔魚龍、美麗盤江魚龍和卧龍崗卡洛維魚龍，以及大型的崗烏薩斯特魚龍。這些魚龍的發現對研究魚龍的演化具有重要意義。

周氏黔魚龍

周氏黔魚龍是關嶺地區已發現的魚龍化石中數量最多的一種，從幼年至成年，大大小小數以千計。周氏黔魚龍為中小型魚龍，體長2-3米。與其他魚龍相比，這種魚龍的吻部較短，僅佔頭部的55％。眼眶為圓形，佔頭部的40％。頰部極為狹窄。牙齒呈錐狀，表面不發育縱向紋飾。背部脊柱向上彎曲，尾巴中後部明顯向下折彎。前肢呈細長的槳狀，後肢粗短。

在已發現的周氏黔魚龍中還有十分稀有的帶有胚胎的魚龍，胚胎數量大約為13個。絕大多數爬行動物都是卵生動物，它們把蛋產在沙子里或窩裡。魚龍已經非常特化，終生生活在水中，那它們在哪裡繁衍後代呢?直到在德國南部的霍斯馬登附近的侏羅紀地層中發現了帶有胚胎的魚龍化石，人們才知道侏羅紀魚龍為卵胎生動物。魚龍的蛋在母體內孵化成幼仔，然後產出。但究竟魚龍生產時是頭先出，還是尾先出，觀點不一。現在大部分人認為，魚龍幼仔的尾巴先於頭部生出母體，因為只有這樣，魚龍幼仔出生後才能在最短的時間內浮出水面，完成第一口呼吸。在關嶺發現的化石證明，三疊紀魚龍同樣是卵胎生動物。

卧龍崗卡洛維魚龍

卧龍崗卡洛維魚龍較美麗盤江魚龍略小，體長一般不超過6米。整體形態與美麗盤江魚龍類似，主要區別在頭部特徵。卧龍崗卡洛維魚龍的吻部更加細長，牙齒較小且稀疏。研究表明，卧龍崗卡洛維魚龍與薩斯特魚龍有較近的親緣關係，可能是更進化的一種魚龍。

崗烏薩斯特魚龍

崗烏薩斯特魚龍不僅是關嶺生物群中最大的魚龍，而且還是最大的動物，體長可達10米。在崗烏薩斯特魚龍被發現之前，關於薩斯特魚龍的資料很少。對崗烏薩斯特魚龍的研究表明，薩斯特魚龍是一種非常特殊的魚龍：身軀龐大，頭卻較小；吻部非常短，眼睛卻大；沒有牙齒；脊椎向後迅速增大，在腰帶之前達到最大；尾巴相對較短，不折彎；四肢短小。

薩斯特魚龍沒有牙齒，那麼它們以什麼為食、又怎麼進食呢?這個問題一直困擾著科學家們。對崗烏薩斯特魚龍化石的研究發現，這種魚龍的舌骨發達，看來它們的嘴巴可以張得很大。由於沒有牙齒，它們也許只能以吸吮的方式吞食海洋中的頭足類，類似於現代海洋中的一種鯨。薩斯特魚龍的這種獨特的進食方式可能是其對環境的適應性進化，因為在晚三疊世，全球的含氧量達到最低，這種體型龐大的動物為了保證自身的需求，需要儘可能多地吸入氧氣。

美麗盤江魚龍

美麗盤江魚龍為中大型魚龍，體長一般為6米左右，最長不超過7米。這種魚龍的頭部巨大，長度約為1米。吻部粗壯。佔頭部的65％。牙齒呈錐狀，表面發育有縱向紋飾。上頜牙齒數量眾多，排列緊密，下頜牙齒稀少。尾巴略向下折彎。

在美麗盤江魚龍的體內發現了非常稀有的胃石標本。胃石系指動物吞入體內且具有一定數量的礫石。雖然在全世界已經發現了數不勝數的魚龍化石，但在魚龍體內發現胃石還是第一次。在此之前，胃石經常發現於另一類海生爬行動物——蛇頸龍類的體內。

在一隻魚龍的體內發現的胃石渭晰地反映了這隻魚龍從死亡到最終被埋葬的過程：首先。魚龍死後屍體開始腫脹，腹部朝上背朝下地漂浮在海面上；接著，屍體慢慢腐爛，肚皮破裂，體腔內的氣體排除，部分內臟溢出體外；最後，魚龍屍體垂直沉入海底，到達海底後，身體向右倒下，最終被沉積物埋葬並保存下來。

關嶺生物群中的「土族」：海龍

如果說魚龍是關嶺生物群中的「皇族」，那麼海龍類則是其中的「土族」。為什麼這樣說呢?因為海龍類沒有魚龍類特化，還保留了一些陸生爬行動物的特徵，游泳能力不強，只能生活在淺海，不像魚龍那樣可以在廣闊的海洋中任意遨遊，只能在原地生活。

在關嶺生物群海生爬行動物中，海龍類數量是最多的。不過，數目雖然眾多，屬種卻很單一。迄今為止，已經發現的海龍類為2屬3種：黃果樹安順龍、孫氏新鋪龍和巴毛林新鋪龍。

海百合「森林」

在關嶺地區發現了大量保存精美的海百合化石，而在通常情況下，海百合因其結構特殊很容易被海水打散，在地層中很難完整保存。

過去，人們認為具有莖和根部構造的海百合是典型的淺海底棲生物，而對關嶺地區的海百合化石尤其是對固著在漂木上的海百合化石的研究證明，海百合併不是固著生長，而是通過根部長出的類似鬚根的蔓枝附著在漂木上營假浮游生活。它們利用腕和羽枝的擺動獲取水中的食物。為了抵抗海浪的衝擊，它們的腕枝上還附生了刺，刺之間連成粗糙的網，不僅可以增強機體的牢固性，同時還可以過濾掉食物中的碎屑顆粒。

關嶺生物群中的「平民」：頭足類、雙殼類和腕足類

關嶺生物群還包括數不勝數的頭足類、雙殼類和腕足類動物，它們就像是關嶺生物群中的「平民」。

頭足類以菊石為主，還有少量的鸚鵡螺。菊石雖然在距今3.9億年的泥盆紀就已出現，但直到2.5億年至6500萬年前的中生代才進入鼎盛時期。鸚鵡螺直到現在還生活在海洋中，而且與其古老的祖先在形態和結構上都十分相似，因此有「活化石」之稱。鸚鵡螺的運動方式非常奇特：通過向前噴水產生的反作用力在海水中作後退式游泳。

雙殼類在全世界廣泛存在，從赤道到兩極，從鹹水到淡水，無處沒有它們的身影。由於雙殼類動物死後其閉殼肌失去作用，兩半殼因韌帶作用而張開，所以很容易被水流衝散。關嶺生物群中的雙殼類大多完整保存，說明它們死後很快就被沉積物所掩埋。

腕足類只在幼蟲期才在海水中自由浮游，並以此方式來擴展它們的生活領地，然後一輩子棲息于海底，並以固著為生。

滅絕故事

對關嶺生物群的研究表明，距今2.2億年以前的中晚三疊世，眾多的海洋生物在關嶺繁衍生息，呈現出一派勃勃生機。但在2.2億年以後的晚三疊世卡尼期中晚期，這個地區海洋中的生物突然離奇地集中消亡了。顯然，這個海洋生物的樂園是在突然之間崩潰的!那麼，是什麼原因導致了關嶺生物群的集群絕滅呢?

關嶺生物群是伴隨二疊紀末期全球生物大絕滅之後海洋生物的復甦和生態系統的恢復而逐漸形成的。但是，到卡尼期晚期，隨著中國南方大陸的進一步抬升，揚子海域逐漸變小，關嶺生物群生活的環境從開闊的海洋逐步轉化為半封閉的海灣，甚至成為幾乎封閉的局限盆地。儘管隨著季節的變化，不時還有淡水注入海灣，但由於水流不暢，底部水體長期處於缺氧狀態，這有利於生物遺體的保存，而日積月累的生物屍體聚集，勢必導致海盆中有機質的過剩貯存，這些有機質的分解無疑又極大地消耗了海水中的氧氣，以致海盆內部發生缺氧事件。不過單純的海底缺氧尚不足以造成關嶺生物群中那些大量生活在海洋表層，營游泳或假漂浮生活的動物如魚類、魚龍類、鸚鵡螺等動物的絕滅。因此，造成關嶺生物群絕滅一定另有原因。通過對埋葬有大量關嶺生物群化石的晚三疊世地層的詳細調查，鎖定了三個「嫌犯」：風暴，火山，地震。那麼，究竟誰是引起海洋表層水體缺氧，從而導致大量生物死亡的罪魁禍首呢?

巨大的風暴足以將個體巨大的魚龍絞死，或者使缺氧的海洋底層水流翻湧到海洋表層，導致海洋表層水流暫時缺氧，並引起生物的大規模窒息死亡。但是，在關嶺地區發現的風暴岩屬於遠源風暴岩，也就是說，關嶺地區當時遠離風暴，風暴對關嶺生物群所生活的海洋的影響並非十分嚴重。

火山活動已被證實是熱河生物群集體滅絕的元兇，而調查結果顯示，三疊紀時期關嶺地區的火山活動也十分頻繁。

但是，關嶺地區的火山活動最強烈時期恰巧又是關嶺生物群開始分異發展的中三疊世晚期，與關嶺生物群的最終消亡的時期相差了數十個百萬年。因此，從火山岩的分布時代和關嶺生物群的生活歷程上看，火山活動非但不是關嶺生物群消亡的罪魁禍首，相反，它可能還是關嶺生物群早期形成和發展的重要誘因之一。

中晚三疊世時期是全球地殼活動較為頻繁和印支造山運動的重要時期。關嶺生物群地層中發現的震積岩證實了地震活動與關嶺生物群絕滅之間的天然關係。地震不僅可以改變海洋水流循環模式，導致洋底缺氧水流翻湧至海面，造成表層海水缺氧，而且還可能導致地殼深部物質進入海洋，進一步消耗海洋中的氧氣，以致海洋環境嚴重缺氧，從而引發海洋中大量生物的集群死亡。

目前，關嶺生物群這個曾經生機勃勃的海洋生物王國究竟為什麼會突然絕滅，仍然是地質學家們孜孜以求的問題。

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