喜欢中生代海洋的伙伴可能对菊石不陌生,这类酷似鹦鹉螺的史前动物在各种纪录片里都是背景板,被鱼龙,上龙,沧龙等大大小小的海洋爬行动物当点心。不过,大家也据此认为菊石和捕食它们的海爬一样,在6600万年前白垩纪末大灭绝中全军覆没。但最近,来自丹麦的化石表明这些“螺形软体动物”居然有一部分躲过了灭顶之灾,在非鸟恐龙灭绝后依然繁衍了几万年甚至是十几万年。

菊石的复原图,它们属于头足纲中的菊石亚纲。是头足类中一个已经灭绝的类群。
图片来源: dkfindout.com

浙江地质博物馆藏插入扁饼菊石化石,该化石已经因为斑彩石化成为生物宝石,其外壳上的凹坑可能是因为受到一种名叫球齿龙的沧龙类攻击导致。
图片来源:作者本人拍摄
故事来自丹麦斯泰温斯悬崖,这里是联合国教科文组织认证的世界遗产。这里的岩层保留了白垩纪末大灭绝前后的地质痕迹。研究人员在这里的形成于古新世的石灰岩中意外发现了 10 枚珍贵的菊石化石。
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丹麦斯泰温斯悬崖景观
图片来源: feddet.dk
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丹麦含菊石古新世沉积物的地质背景。(a)研究区在丹麦境内的位置(矩形框标注)。(b)斯泰温斯悬崖剖面南部,为产出古新世菊石化石的主要地点。(c)斯泰温斯悬崖序列的地层柱。(d)斯泰温斯悬崖白垩纪 - 古近纪界线地层理想剖面。
图片来源:参考资料
在新生代地层中发现白垩纪“前朝遗物”之前并不是没有过,比如说20世纪90年代初,中国广东南雄曾经出土过始新世恐龙蛋化石,但是后来的研究发现这其实只是地质运动搬运导致的“假象”,并不是非鸟恐龙真的活到了始新世。
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南雄恐龙蛋化石
图片来源:光明网
但是对这些菊石的研究让科学家大吃一惊—他们发现这10枚菊石中的9枚都是原位埋藏,只有只有 1 枚是地质运动带来的白垩纪菊石。这些菊石的外壳保存状态、一起出土的伴生生物,和白垩纪的菊石有着明显区别;更关键的是,化石内部的填充物中,检测到了只有古新世才有的钙质沟鞭藻囊孢。证明它们是 “灾后幸存者”。
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菊石内部填充物的显微镜下景观
图片来源:参考资料
这批菊石标本涵盖了装甲船菊石、杆菊石、弗雷斯维尔菊石等三个属。那么,这些菊石是如何在白垩纪末期大灭绝中幸存下来的呢?
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装甲船菊石复原图
图片来源: bioone.org
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游戏《侏罗纪世界 竞技》中的杆菊石形象
图片来源: naturerules1.fandom.com
根据当地的约 2 米厚的苔藓虫石灰岩,科学家推测,今天的丹麦地区在白垩纪晚期到古新世早期是一片被苔藓虫丘隔开的相对孤立的浅海小盆地。这里盐度波动温和,还有丰富的有机物供菊石觅食。这些小盆地就像灾难来临时的 “安全屋”,在小行星撞击地球后隔绝了全球海啸、酸雨的直接冲击,让菊石种群得以苟延残喘。同时科学家也推测,这些菊石在这里繁衍了大约6.8-20万年,最终因为海平面下降导致原本的浅海盆地逐渐缩小、消失。这让菊石最后的栖息地被破坏,这些菊石中的幸存者才走向了灭绝。它们不只是生存年代最晚的菊石,也是全球已知的第一批在古新世延续的菊石种群。
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斯泰温斯悬崖神螺石灰岩段的菊石标本。(a、b、h、i)杆菊石,产于岩层顶部;h 和 i 为野外照片。(c、d)未定种弗雷斯维尔菊石(e)杆菊石。(f)杆菊石。(g)装甲船菊石
图片来源:参考资料
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图中(e)为含异地生物碎屑的苔藓虫颗粒泥晶灰岩; b 为苔藓虫生物碎屑。由此可知丹麦地区在白垩纪晚期到古新世早期是一片被苔藓虫丘隔开的相对孤立的浅海小盆地。
图片来源:参考资料
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纪录片《史前星球》中展示生活在浅海的菊石们
图片来源:纪录片截图
长久以来,我们总以为大灭绝是“一刀切” 的灾难,那些在灭绝中被“点名”的生物几乎都是在很短期伤亡殆尽。但是这些菊石的故事告诉我们,大灭绝后的生物演化远比想象中复杂:如果找到合适的 “避难所”,一些生物就能躲过最危险的时期,延续物种的火种。这也让我们重新审视地球生命的韧性。灾难或许会摧毁大部分生命,但永远打不倒生命求生的本能。
参考资料:
作者:千禧君
审核:刘颖 李培元
审核专家:邢立达 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院副教授 青年古生物学者
来源:蝌蚪五线谱
编辑:网络科普部 嘉铭
审核:网络科普部 艺雯