纽芬兰岛的传奇(1)
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在遥远的加拿大东海岸,有一个神奇的大岛叫纽芬兰。岛屿镶嵌在绿色的大西洋中,海里生活着龙虾、鲸鱼和各种鱼群;岛上有古老的山脉、原始的森林、清澈的湖泊和陡峭的峡湾。岛上还有成群的驯鹿,这些驯鹿是100多年前,有“好事者”从北极带来的,放养在山里,当时不过区区4头。1995年,野生动物学家普查时发现,驯鹿数量已经达到19765头,如今数量应该又增加了两倍还多。在这里,著名的西溪池塘印证了“水至清则无鱼”的古老说法,西溪的湖水深达175米,水中既没有植物,也没有鱼虾,因为水质太纯净了,缺少营养。不过,人类倒是可以直接饮用湖水。
也是在这个大岛的岩石上,科学家发现了地球最早的生命证据——5亿年前的生命。
米斯拉发现“米斯塔肯角”
1967年,一个叫米斯拉的印度年轻人来到纽芬兰岛进行科学考察。岛的西南角上有个叫“米斯塔肯角”(英文中也称“错误点”)的海岸峭壁,米斯拉在这里意外发现一种从来没见过的生物化石。他记录了这种化石,并将其写进论文。当时的米斯拉只是个普通留学生,他完全没有料到,40年后,这种生物化石最终以他的名字命名,化石发现地还被联合国科教文组织确定为世界遗产。
其实,米斯拉的经历就像一个传奇。他出生在印度北方城市勒克瑙附近一个小村子,家中清贫。小米斯拉喜欢读书,为了上学,他每天要走24千米的路,所以米斯拉小时候的梦想就是在村子里开办一所学校。米斯拉慢慢长大了,他念完了小学和中学,又读了大学,最后走进加拿大纽芬兰纪念大学读研究生,并且在纽芬兰岛上发现了地球上最早的生物化石。
不过,加拿大没能留住米斯拉前进的脚步。他硕士毕业后离开这里,回到家乡。他还记着小时候上学的艰难,在村里开办了一所学校,最终实现了儿时的梦想。
米斯拉发现的化石让“米斯塔肯角”一跃成为科学界的圣地。进入20世纪80年代,科学界发现这里的化石可能是世界上最古老的深海化石。1987年,附近5千米的海岸线被划定为生态保护区。研究发现,“米斯塔肯角”生物群是地球历史上最古老的生物,“米斯塔肯角”在2016年7月7日被联合国教科文组织列为世界遗产。
化石遗址座落在一片崎岖的沿海峭壁上。 峭壁岩石上,有几十种早已灭绝的古生物化石,这些久远的古生物曾经在地球上存在了几百万年,我们却从没见过,也完全不了解它们。在远古时期,这些古生物生活在光线达不到的平静深海底部。正常条件下,海洋生物死亡后,只有骨骼、外壳和其他坚硬的部分能被保存成化石。但是火山突然爆发了,火山灰迅速掩埋了海底,惊慌失措的海底生物无处可逃,被火山灰覆盖,它们的软组织印记则在泥泞的海底被保留了下来。
居里夫人发现了放射性元素后,人们利用放射性元素可以测出某些岩石的年代。火山灰恰好是用放射性元素测年的理想选择,经过科学家们严密的测试,“米斯塔肯角”的化石被断代为5.65亿年前,在地质年代上被归类为“前寒武纪”。
达尔文的困惑
那么,5亿多年前的前寒武纪又是什么样子呢?
要了解前寒武纪,我们先来看看寒武纪是什么样子。寒武纪在距今约5.41亿年到距今4.88亿年前,根据科学家的推测,寒武纪时期的地球气候温暖,海平面较高,大片低洼地区被海水淹没,成为浅海海底。当时的动物都居住在海洋里,而浅海正好为新物种的出现创造了良好的条件。于是,一批具有坚硬贝壳或骨骼的动物诞生了。世界各地发现的化石群都证明了这个時期生命进化史的壮观景象。
寒武纪的这些动物来自哪里?达尔文认为,寒武纪时期的动物一定进化自前寒武纪的动物祖先,这肯定是一个漫长的进化过程。
大约在45亿年前,原始的地球聚集成形,地球表面被岩浆覆盖。44亿年前,地壳开始稳定下来。目前发现的最古老岩石在澳大利亚西部,科学家用放射性元素分析岩石后发现,一块锆石结晶体有44.04亿年的“高龄”。尽管前寒武纪占了地球历史中83%的时间,但人类对这段时期的了解少之又少。因为前寒武纪距今太过久远了,当时的岩石早已严重变质,这使得它们的起源变得晦涩不明,那个时期的生物也难以分辨。
前寒武纪的时间段从地球形成开始,到距今5.41亿年为止,然后进入寒武纪。物种在寒武纪时期爆发——门类众多的无脊椎动物化石在几百万年的很短时间内同时出现,比如节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等一同出现。
“寒武纪生物大爆发”从何而来?达尔文对此十分困惑,他在《物种起源》中提到这个悬案:“这件事情到现在为止都还没办法解释。所以,或许有些人刚好就可以用这个案例来驳斥我提出的进化观点。”直到达尔文去世后100多年,“寒武纪生物大爆发”仍然是科学界的一个谜。科学家们发现了大量寒武纪动物的化石,却找不到它们前辈的痕迹。这些具有坚硬贝壳或骨骼的动物的祖先是谁?科学家猜测,或许前寒武纪时期的生物多是软体生物,因此很难留下蛛丝马迹。
“米斯塔肯角”的价值
“米斯塔肯角”的化石群弥补了这个空白,米斯拉看到的板块包含许多软体生物的印记,其中有一些与澳大利亚南部埃迪卡拉山前寒武纪地区发现的化石年龄相当。但是,在“米斯塔肯角”发现的大多数软体生物的印记,是人们以前从未见过的新物种。在这些生物化石上,最典型的是大叶状生物,它们有的有茎,有的具有卷心菜状外观,还有的是网状,形状多姿多样。这些曾经生活在深海里的生物大多数至今还没有统一的科学命名,它们与寒武纪的浅海生物形成了鲜明对比。古生物学家根据地质学家的发现,开始把“米斯塔肯角”的化石和世界各地发现的类似化石放在一起比对,力求以此发现达尔文本人一直在寻找的证据。
在“米斯塔肯角”,科学家已经记录在册的化石有6000多种,分属于30多个不同物种。这些化石是世界上同时期和同类中最大的。最常见的化石是“纺锤”——上千的“纺锤”裸露在岩石表面。这还不是全部化石,在50多米高的峭壁岩石中包含着十几个地层,更多的化石深藏在岩石里面。几亿年来,地层不断变动,深海海底上升到地面,隆起后变成“米斯塔肯角”的峭壁。这个被统称为Ediacaran生物群的海洋生物群落的化石遗骸,代表了地球上距今5.75亿年到距今5.42亿年前的大型生命,它们比恐龙还要早3亿年。 (谢长朝)