許多人從(cong) 小就對三葉蟲這樣的化石生物著迷,他們(men) 會(hui) 收集菊石、古魚類甚至恐龍的骨骼,以及其他各種遠古生物的化石。
發現埋藏在石頭中數百萬(wan) 年的古生物遺跡,是一件既令人著迷,又十分特別的事情。那麽(me) ,有沒有一種方法能夠增加我們(men) 成為(wei) 化石的機會(hui) ,並在遙遠的未來,被我們(men) 後代發掘出來。
三葉蟲是一種外形類似潮蟲的生物,長著球狀的眼睛、細長的腿和類似鱟一樣的頭部。它們(men) 最早出現於(yu) 寒武紀,最晚在2.5億(yi) 年前的二疊紀結束時滅絕。如果它們(men) 現在還活著的話,或許會(hui) 嚇到不少人。在世界各地,人們(men) 都發現過三葉蟲的化石。
許多人從(cong) 小就對三葉蟲這樣的化石生物著迷,他們(men) 會(hui) 收集菊石、古魚類甚至恐龍的骨骼,以及其他各種遠古生物的化石。這些化石迷人的地方在於(yu) ,它們(men) 能將人們(men) 的思想帶離當下:每一塊化石都是一扇通往遙遠時空的窗戶;它們(men) 所存在的時間和地點,都早已成為(wei) 曆史。看著這些古老的生物,我們(men) 會(hui) 試圖想象它們(men) 如何生活、運動,它們(men) 會(hui) 有什麽(me) 樣的行為(wei) 。在遙遠的未來,古生物學家又會(hui) 如何看待21世紀的生物所形成的化石:藍鯨、大象、灰熊……甚至今天的人類。
這就引出了一個(ge) 有趣的問題:我們(men) 自己最終會(hui) 不會(hui) 像三葉蟲那樣,被保存下來並被礦化,成為(wei) 名副其實的化石?
那麽(me) ,如果有人打算變成化石,他應該如何增加成功的幾率呢?他應該去哪些地方?他身體(ti) 的哪一部分能保存最久,是骨頭、皮膚、肌肉,還是腳趾甲?有沒有辦法加速或人為(wei) 調整成為(wei) 化石的過程?
雅各布·溫瑟爾是英國布裏斯托爾大學的古生物學教授,主要從(cong) 事宏觀演化的研究。他的研究涉及許多高度精細且十分罕見的標本,比如有羽毛的恐龍,以及它們(men) 所留下的色素。
事實上,溫瑟爾已經思考了很多關(guan) 於(yu) 如何讓自己變成化石的問題,在他看來,這是一個(ge) 嚴(yan) 肅的問題,很值得探索,而不僅(jin) 僅(jin) 是滿足病態的好奇心。更深入地思考我們(men) 的身體(ti) 如何變成化石,可以幫助人們(men) 了解在這一過程中會(hui) 失去什麽(me) 。
如果我們(men) 能把自己變得看起來像化石一樣,那這也許可以成為(wei) 一種方法,讓我們(men) 更好地對另一種生物進行逆向工程,使其成為(wei) 曾經存在過的有血有肉的生物。畢竟,化石本身並不能提供完整的生物學圖景。許多恐龍的複原圖看起來非常怪異,因為(wei) 它們(men) 是“收縮包裝”的。我們(men) 隻有一些骨架,然後在骨架外麵加上一點肉,因此,對古生物的複原包括了對外表和行為(wei) 的大膽猜測。
化石並不能提供完整的生物學圖景,例如,對於(yu) 三葉蟲的行為(wei) ,我們(men) 必須進行許多推測。
不過,現在的任何一個(ge) 人都不太可能幸運地成為(wei) 能夠被後代發現的化石,這需要使用非同尋常的方法。如果我們(men) 被完整地埋在典型的土壤中,我們(men) 的骨頭可以保存大概一百年的時間。如果想要讓骨骼保存更長的時間,通常就需要更好的條件。
事實上,大多數曾經存在過的物種都沒有被保存在化石記錄中——這裏說的是物種,而非簡單的有機體(ti) 。這意味著地球上曾經有一些完整的動物種群沒有留下任何痕跡。化石為(wei) 我們(men) 提供了一種非同尋常的視角,但與(yu) 此同時,這對於(yu) 過去的物種多樣性而言,也是一個(ge) 非常不完整的視角。
最後,即使我們(men) 有幸成為(wei) 化石,也不太可能會(hui) 被未來的人類發現。若想在成為(wei) 化石後“重見天日”,不僅(jin) 僅(jin) 需要有拿著石頭錘、對化石感興(xing) 趣的智慧生命,還需要考慮天時和地利的因素。數以萬(wan) 億(yi) 計的化石仍深埋在地下,隻有當包含它們(men) 的岩石上升並暴露出來時,才會(hui) 被人們(men) 發現。更關(guan) 鍵的是,在被發現之前,還需要確保化石不會(hui) 被海洋、天氣或其他自然因素侵蝕破壞。
但無論如何,成為(wei) 化石並不是完全不可能的。那麽(me) ,需要怎麽(me) 做,才能最大限度地提高成為(wei) 化石的幾率呢?
冰人奧茨被保存在阿爾卑斯山脈的冰川中,但如果沒有被發現,它可能不會(hui) 完整地變成化石。
地點,地點,還是地點
實現這一目標的選擇之一,是所謂的“亞(ya) 化石”(subfossil)路線。在地球上的幾個(ge) 地方,生物遺骸有望得到更長期的保存機會(hui) ——至少長期到足以引起未來考古學家的興(xing) 趣。
首先,我們(men) 可以找個(ge) 寒冷且氣候穩定的地方把自己冷凍起來。畢竟,阿爾卑斯山脈冰川中曾發現過史前人類,比如生活在5000多年前的“冰人奧茨”。或者,我們(men) 可以躺在一個(ge) 沙漠洞穴裏,將自己的身體(ti) 與(yu) 食腐動物隔離起來。在秘魯幹燥的洞穴中,考古學家就曾發現一萬(wan) 年前的古代遺骸。此外,泥炭沼澤也很適合人體(ti) 的長期保存。
偶爾會(hui) 有報道稱,人們(men) 在幾千年前的泥炭沼澤中發現一具“沼澤木乃伊”——有時是祭祀儀(yi) 式的不幸受害者,比如20世紀80年代在英格蘭(lan) 西北部發現的林道人(Lindow man):他與(yu) 古羅馬人生活在同一時期,由於(yu) 泥炭蘚和酸性泥炭沼澤獨特的化學環境,他的軟組織得以保存下來。強酸性水質、低溫和缺氧的特殊環境,使沼澤木乃伊的表皮黑化,皮膚與(yu) 內(nei) 髒常可以完好地保存下來,但骨骼通常無法留存。
但“亞(ya) 化石”的路線也有缺點。盡管這些方法有機會(hui) 讓我們(men) 進入未來的博物館,或者在實驗室裏接受考古學家的研究,但從(cong) 保存時間上,無論是“冰人”還是“沼澤木乃伊”,都遠不如嵌入岩石的礦化化石那麽(me) 長久。沒有能持續存在億(yi) 萬(wan) 年的冰:如果有的話,我們(men) 或許就能找到冰凍的恐龍,提取它們(men) 的DNA。與(yu) 此同時,幹燥的洞穴遺骸更像是梅幹而不是化石,因為(wei) 它們(men) 從(cong) 未獲得足夠的濕度來實現礦化。酸性泥炭沼澤的保存作用可以持續數千年,但沼澤本身很可能最終被侵蝕掉,除非它以某種方式被埋在厚厚的沉積物之下。
那麽(me) ,有沒有其他的可能性呢?美國著名的拉布雷亞(ya) 瀝青坑怎麽(me) 樣?數世紀以來,人們(men) 從(cong) 這些坑裏發現了各種史前巨型動物的遺骸。由於(yu) 瀝青坑上常常有樹葉、灰塵或水等遮蔽物,動物很容易失足掉進坑裏。瀝青坑也許可以讓人體(ti) 成為(wei) 化石,但人體(ti) 的軟組織不會(hui) 被保存下來。在瀝青坑充滿生命力的環境中,人的骨頭可能會(hui) 和其他物體(ti) 攪合在一起並四散分離。
垃圾填埋場怎麽(me) 樣?垃圾填埋場不太好,因為(wei) 它是一個(ge) 高地。一般來說,如果想變成化石,你的位置需要在地下水位以下。這是經驗法則。地下水位之上的一切最終都會(hui) 被侵蝕。
如果我們(men) 真的想在數百萬(wan) 年的時間裏變成化石,就需要考慮不同的地點。更確切地說,我們(men) 需要埋在那些有足夠濕度,並可以避免被動物吃掉的地方。同樣關(guan) 鍵的一點是,這些地方需要很快就進入缺氧狀態。在缺氧的情況下,宏觀的生物體(ti) 就不會(hui) 很容易地找到你,有些厭氧細菌仍然可以消化你,但效率較低。這些細菌產(chan) 生的廢物甚至可能有助於(yu) 你體(ti) 內(nei) 某些組織的保存。
那麽(me) ,什麽(me) 樣的地方可以提供這樣的條件?真正古老的化石都被保存在窗口中,人類通常不會(hui) 在窗口中結束生命,除非真的很不幸。化石通常是在河流、湖泊和海洋中形成的,因此你隻有在很偶然的情況下才會(hui) 出現在那裏:以溺水的方式。
遺憾的是,事情並沒有溺水那麽(me) 簡單。絕大多數掉進河裏的生物並不會(hui) 變成化石,由於(yu) 水流和食腐動物的存在,幾乎沒有什麽(me) 有機體(ti) 能在水中長時間保持完整。海岸線附近的海洋也是如此。低循環的湖泊或許可行——在中國發現的許多保存完好的有羽毛恐龍都是這樣被埋藏起來的——但仍需要特定的條件。在這些罕見的化石中,有許多都是被附近火山噴發的火山灰包裹起來,最終才得以保存到現在。
通常情況下,你需要被衝(chong) 到海裏,在更深處被埋藏起來,遠離陸地的海底是一個(ge) 更讓人“放心”的埋藏地點,可以避免受到海浪和動物的攪動,但又不至於(yu) 深到沒有足夠的沉積物來迅速將你掩埋。事實上,可能已經有人開始以這種方式變成化石了,畢竟人類已經航行了很多次,也發生過很多海難。
在這樣的海洋環境中,成為(wei) “黃金”化石的可能性也很小。如果被埋在富含鐵的海底泥漿中,並且海水中含有足夠的硫酸鹽——以及硫酸鹽還原細菌——那麽(me) 人體(ti) 就會(hui) 轉化成黃鐵礦。你的軟組織會(hui) 被或多或少地替換掉,在三個(ge) 維度上都是如此。必須承認,成為(wei) 一個(ge) 閃閃發光的標本聽起來很吸引人——盡管那將是“愚人金”,而不是真正的黃金。
拉布雷亞(ya) 瀝青坑提供了一條形成化石的可能路徑,但會(hui) 有被提前發現的可能——洛杉磯警方曾在那裏搜尋謀殺案的線索。
哪些部分更容易成為(wei) 化石?
第二類問題與(yu) 我們(men) 的身體(ti) 部位有關(guan) :人體(ti) 的哪一部分最容易成為(wei) 化石?從(cong) 史前古人類的化石來看,牙齒和骨骼顯然是最好的候選答案。但也有一些軟的部分可能會(hui) 變成化石。皮膚和頭發中含有的黑色素越多就越有利,因為(wei) 這種色素的印記可以保存數百萬(wan) 年。與(yu) 皮膚、指甲和軟組織中的角蛋白不同,黑色素不易分解。這也是古生物學家往往能找到深色的恐龍羽毛,而找不到其淺色羽毛的原因。因此,皮膚和頭發更黑的人更有可能成為(wei) 未來古生物學家眼中的完美化石。
然而,人體(ti) 內(nei) 含有黑色素的器官也有可能出現在化石中,比如肝髒。此外,生殖器也有可能出現在未來的人類化石中,因為(wei) 人體(ti) 這個(ge) 部位的膚色比每天暴露在太陽下的部位還要更深一些。
另一個(ge) 問題是,肌肉可以保存下來嗎?在適當的條件下,肌肉組織可以通過釋放磷酸鹽來保存。如果環境中存在鈣,並且pH值較低,那你就可以獲得磷酸鈣沉澱。如果這個(ge) 過程發生得足夠早,單個(ge) 肌肉纖維就可能複製並保存下來。
在合適的條件下,生物遺骸可以形成由黃鐵礦構成的“黃金”化石。
那“一次性”的人體(ti) 部分呢,比如腳趾甲、耳垢、糞便等?我們(men) 身體(ti) 產(chan) 生的大部分物質都降解得很快,即使是埋在地下。例如,糞便化石確實存在——我們(men) 要感謝著名的古生物學家瑪麗(li) ·安寧,她在19世紀發現了一些最早的糞化石標本——但這樣的化石太過罕見。在我們(men) 的一次性身體(ti) 產(chan) 物中,很可能最多隻有腳趾甲中的磷酸鈣會(hui) 留下來變成化石。如果你參加黑光派對,你會(hui) 看到你的指甲,它們(men) 看起來似乎有幽靈般的熒光,這是因為(wei) 我們(men) 指甲中含有磷酸鈣。磷酸鈣可能會(hui) 變成化石,並留下指甲所在位置的模糊印記,然而,大部分的指甲——由角蛋白構成——都會(hui) 消失。
因此,我們(men) 所能期望的最好結果可能就是將骨骼和牙齒,也許還有肝髒,變成化石。如果足夠幸運的話,我們(men) 的腳趾甲和私處也可能留下幽靈般的印記。對遙遠未來的人類而言,這些都將是寶貴的遺產(chan) 。
一些來自中國的羽毛恐龍化石之所以如此精細,是因為(wei) 它們(men) 保存在火山灰源附近的湖泊中。
能否更快形成化石?
考慮形成化石的概率如此之低,有沒有什麽(me) “作弊”的方法呢?比如,是否有某種方法可以人為(wei) 地誘導化石形成,避開一些討厭的障礙?可能還真有——至少有一種方法確實可以加速化石形成的早期過程。這是由美國芝加哥大學的埃文·薩伊塔(溫瑟爾的同事)開發的一項相對較新的技術,被稱為(wei) “沉積物包裹成熟技術”。
當有機質被埋藏起來後,在它礦化之前,需要經曆所謂“熱成熟”的過程。這通常需要很長時間,但在實驗室中加速這一過程是可能的。這有點像高壓烹飪,這就像如果你用烤箱烤一隻火雞,需要三個(ge) 小時,但如果用高壓鍋,則隻需要30分鍾。
薩伊塔對一具鳥類屍體(ti) 進行了一些實驗,由此受到啟發,開始探索如何加速熱成熟的過程。他和同事們(men) 將一隻雀鳥包裹在沉積物中,放到水裏,創造了一種“假岩石”,想了解這能否模擬早期的化石形成過程。實驗的效果並不是很好,薩伊塔開始考慮對樣品進行加熱和加壓。有一天,他與(yu) 亞(ya) 利桑那州科學進步基金會(hui) 的工程師湯姆·凱伊聊到了這一話題,凱伊認為(wei) ,他可以在家裏的車庫建造一些裝置,實現薩伊塔的想法。
幾個(ge) 月後,薩伊塔和凱伊做出了他們(men) 的奇妙裝置,準備用蜥蜴、昆蟲、樹脂、羽毛和植物進行實驗。他們(men) 的裝置包括改裝過的空氣壓縮機,以及通常用來製作草藥補充劑的壓藥丸機。盡管看起來很怪異,但這個(ge) 裝置確實有用。
薩伊塔和凱伊通常在晚上開始壓製一批樣品,到早上才急切地檢查結果。“我們(men) 會(hui) 為(wei) 了誰能把它們(men) 像聖誕禮物一樣拆開而爭(zheng) 吵,”薩伊塔回憶道,“我們(men) 將這些小藥片打開,得到一小塊細粒沉積物的‘化石’,可以看到羽毛上的深色斑點、棕色的骨骼,以及骨骼周圍軟組織的黑色暈……就像在中國的有羽恐龍身上看到的一樣。”
熱成熟過程的標本,從(cong) 左到右:一片樹葉;樹脂特寫(xie) ;甲蟲。
需要明確的是,成熟過程隻是化石形成的第一步。稍後發生的使化石能夠長期保存的礦化和結晶過程是完全不同的。而且,他們(men) 的試驗結果也非常小,隻形成了幾厘米寬的樣品。但令人驚訝的是,它們(men) 看起來確實非常像真正的化石。
薩伊塔和凱伊能否製造出一塊人類大小的化石?他們(men) 想要獲得更大的化石,而這需要更多的預算。不過在原理上,答案是肯定的。
經過成熟過程的蜥蜴腳標本,顯示了褐色的骨骼、有機斑點和鱗片印跡。
變成琥珀
對於(yu) 那些想要製造化石的人,還可以考慮另一條捷徑:琥珀法。如果你能找到足夠多的樹液,並且能夠被琥珀覆蓋,這將是保存軟組織和骨骼的最佳方式。但是,對於(yu) (像人類)這麽(me) 大的動物而言,這顯然非常困難。
琥珀本質上是一種塑料,一種聚合有機物質,因此,如果你跳進一個(ge) 裝滿聚氨酯的大桶裏,然後有人把這個(ge) 大桶埋到海底,或許就可以了,但這麽(me) 做的結果,或許會(hui) 成為(wei) 早期人類世充斥塑料的病態象征。
不知道有誰在健康長壽之後,能夠有幸成為(wei) 一塊完整的化石——就像三葉蟲一樣。這是一件多麽(me) 不可能的事,但還有什麽(me) 遺產(chan) 能比這更加持久呢?
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