琥珀,帶你穿越至遠古的寶石


發(fā)布時(shí)間:2019年11月05日 文章出自:用戶(hù)投稿 作者: 田莊 

標簽: 昆蟲(chóng)照片   社區推薦   世事雜談   

撰文:田莊  攝影:袁稷  審閱:蔡晨陽(yáng),邢立達,王碩

琥珀,也稱(chēng)虎魄,在傳說(shuō)中是一種由老虎魂魄結晶而成的寶石。數千萬(wàn)年的時(shí)光沖刷洗禮,讓它綻放出神秘而溫潤的光芒。它的神秘與美麗,讓世人賦予了許多傳奇色彩,甚至于有一種顏色,是直接以琥珀命名的。

從東半球的中國遼寧,到西半球的美國新澤西,從冰天雪地的阿拉斯加到雨水豐沛的墨西哥,地球上有很多地方蘊藏著(zhù)琥珀的礦脈,它們形成的年代和地理位置不同,其內含物的多樣性也是大相徑庭,植物來(lái)源也大不相同。比如多米尼加琥珀是大約是在1600萬(wàn)到2000萬(wàn)年前形成的,這是一種豆科類(lèi)的樹(shù)脂化石,在其中往往是蚊子與螞蟻一類(lèi),與現生種相似。而波羅的海琥珀則是4000萬(wàn)年左右,是松柏類(lèi)的樹(shù)脂化石,內容物往往也是蚊蟻類(lèi),世人常言的蜜蠟,也更常見(jiàn)于此類(lèi)地區。緬甸的琥珀則是形成于9900萬(wàn)年前的白堊紀中期,這種由南洋杉木形成的樹(shù)脂化石中,蘊涵著(zhù)曾和恐龍生活在同一個(gè)時(shí)空的昆蟲(chóng)和節肢類(lèi)動(dòng)物。

從上億年到一兩千萬(wàn)年這樣一個(gè)連貫的時(shí)間線(xiàn),及其被凝固在琥珀中的奇妙的內含物,讓科學(xué)家們研究和探討生物的演變,地球古環(huán)境的變遷有了更加連貫的化石證據。比起我們常見(jiàn)到巖石中保留的古生物化石來(lái)說(shuō),琥珀的優(yōu)勢非常明顯。由于巖石中的化石會(huì )因擠壓而發(fā)生形變,展現出來(lái)的幾乎都是平面2D的狀態(tài)。但是琥珀不一樣,它是世界上極少數能夠立體保存生物三維全貌的化石種類(lèi)。而且琥珀清晰立體的保留了生物體精細的結構特征,比如昆蟲(chóng)密集的復眼結構,或是翅膀上細致的紋理(翅脈,昆蟲(chóng)分類(lèi)學(xué)中重要的區分特征)還有很多傳統石質(zhì)化石保留不了的軟組織也能在琥珀中得以體現,它甚至能捕捉到昆蟲(chóng)的遠古行為活動(dòng),比如交配,偽裝,產(chǎn)卵等,這有利于科學(xué)家了解這些動(dòng)物行為的起源。

圖為蕈蚊和寄生蟲(chóng)。琥珀化石記錄了這只9900萬(wàn)年前的螨蟲(chóng)吸食宿主營(yíng)養的寄生行為

另外,科學(xué)家們利用最新的技術(shù)和儀器對琥珀中的內含物進(jìn)行斷層掃描,通過(guò)分析,我們能觀(guān)察到昆蟲(chóng)內部的肌肉組織,以及許多體外器官的內部結構。這些都是前所未有的進(jìn)展,雖然說(shuō)琥珀的研究已經(jīng)有幾十年的時(shí)間,但科技的發(fā)展總能讓琥珀在生命科學(xué)領(lǐng)域的研究扮演越來(lái)越重要的角色。

假設有一個(gè)科學(xué)家是從研究普通沉積巖化石轉到研究琥珀化石,它的感覺(jué)就會(huì )像是從看黑白默片切換到HD高清環(huán)繞聲一樣,而這也賦予了琥珀在科研上特殊的地位。

圖為角蟬。
一只在琥珀中保存的非常完好的角蟬

在過(guò)去相當長(cháng)的一段時(shí)間里,琥珀及其包含的內含物并未有過(guò)很好的被大眾所接納。其中一個(gè)很重要的原因就是琥珀內含物的標本非常微小,這限制了普通觀(guān)眾了解和觀(guān)察其中細節的可能性,只有很少一部分收藏家能夠通過(guò)熟練使用體式顯微鏡來(lái)感受這些微觀(guān)的“大千世界”。那么,通過(guò)現代的光學(xué)儀器是否可以打破這中間的體驗壁壘呢?如果有一種方式能把琥珀里蘊含的微觀(guān)世界用肉眼可見(jiàn)的方式進(jìn)行表達,是不是會(huì )給人們帶來(lái)不一樣的自然科普體驗呢?這些問(wèn)題都說(shuō)明了:琥珀的拍攝,是讓公眾了解琥珀知識的關(guān)鍵。

而現在,有越來(lái)越多的攝影師運用最先進(jìn)的光學(xué)設備,加上景深疊加的方式來(lái)拍攝一些極為微小的物體。其中,來(lái)自上海世博會(huì )博物館的袁稷就把他的拍攝重點(diǎn)放在了琥珀中含有的有趣內含物上,他的攝影作品讓我們有幸一覽這千萬(wàn)年前的世界。

圖為蜚蠊。

 一種蜚蠊(琥珀產(chǎn)地:緬甸) 蜚蠊目:Blattodea 蜚蠊科:Blattidae

蜚蠊,又名蟑螂。其祖先可以追溯到距今4億年前,是一種非常古老的昆蟲(chóng)。與我們所熟知的不同,平常生活中見(jiàn)到的蟑螂其實(shí)只是這蜚蠊科的極個(gè)別品種,它們大多數生活在野外,以各種有機物為食。但它們有個(gè)共同的特點(diǎn)就是對環(huán)境有著(zhù)超凡的適應能力。另外,蟑螂屬于漸變態(tài)昆蟲(chóng),不需要經(jīng)過(guò)幼蟲(chóng),蛹的,到成蟲(chóng)的進(jìn)化,它們從卵鞘中生出來(lái)的時(shí)候就是小蟑螂了,通過(guò)不斷蛻皮最終長(cháng)成成體形態(tài)。其實(shí)在這只蟑螂生活的白堊紀,曾出現過(guò)很多掠食性的蟑螂種類(lèi),它們類(lèi)似今天的螳螂,以捕捉其它的小型生物為食??上У搅诵律?,所有的掠食性蟑螂種類(lèi)已經(jīng)完全的滅絕,我們無(wú)緣再見(jiàn)到它們的身影。


 

恐龍羽毛AB面


 

恐龍羽毛特寫(xiě)
恐龍羽毛特寫(xiě)
恐龍羽毛特寫(xiě)
恐龍羽毛特寫(xiě)

恐龍羽毛(琥珀產(chǎn)地:緬甸) 獸腳亞目 Theropoda 虛骨龍科 Coeluridae

在2016年,一篇刊登在權威學(xué)術(shù)期刊《當代生物學(xué)》中的論文引起了全世界的關(guān)注:中國和加拿大的科學(xué)家首次在琥珀中發(fā)現了一段帶有羽毛的恐龍尾部。在此之前,恐龍化石從未以如此鮮活的方式保留下來(lái);一根根絲毫畢現的羽毛讓人類(lèi)第一次能深度了解恐龍羽毛的形態(tài)特征。照片中所呈現的這個(gè)羽毛標本,正是由論文的中方撰寫(xiě)人,來(lái)自中國地質(zhì)大學(xué)(北京)的邢立達副教授親自確認過(guò)的虛骨龍類(lèi)羽毛。和鳥(niǎo)類(lèi)羽毛不同的是,恐龍羽毛具有非常纖細的羽軸,互生的羽枝,以及發(fā)達的羽小枝。擁有這些特點(diǎn)其實(shí)并不適合飛翔,科學(xué)家們猜測這可能起到保溫和展示的作用,這為人們了解羽毛的演化提供了更加充足的化石證據。

圖為露尾甲

一種露尾甲科昆蟲(chóng)(琥珀產(chǎn)地:緬甸) 鞘翅目 Coleoptera 露尾甲科 Nitidulidae

露尾甲因為其鞘翅沒(méi)有覆蓋整個(gè)腹部,有腹部的背板外露而得名,其發(fā)達的上顎也是其標志性的特征之一。由于它攝取腐敗植物的食性,經(jīng)?;顒?dòng)于森林底層以及受傷的樹(shù)木周?chē)?。在緬甸琥珀中算是一種比較常見(jiàn)的甲蟲(chóng)。

圖為豆科植物

疑似豆科植物的花瓣(琥珀產(chǎn)地:多米尼加)

這兩片罕見(jiàn)的花瓣來(lái)自于多米尼加琥珀,它們應該來(lái)自于分泌琥珀樹(shù)脂的一種豆科植物花朵。在多米尼加琥珀形成的中新世(Miocene),被子植物已經(jīng)不是什么新鮮的話(huà)題,植物的分布也和如今的熱帶雨林沒(méi)有太多區別。但是歷經(jīng)千萬(wàn)年的變化,很多物種已經(jīng)相繼滅絕,根據琥珀化石的證據,分泌琥珀樹(shù)脂的這種孿葉豆就和現今在南美發(fā)現的孿葉豆樹(shù)種是存在區別的,也就是說(shuō),分泌多米尼加琥珀樹(shù)脂的植物已經(jīng)滅絕。

圖片為被子植物

一種被子植物(花)(琥珀產(chǎn)地:緬甸)

緬甸琥珀所形成的白堊紀,是動(dòng)植物演化史上重要的節點(diǎn)。在這個(gè)時(shí)期,稱(chēng)霸地球一億五千萬(wàn)年的恐龍走到了它們歷史的最后篇章,而在植物界,被子植物也結束了與裸子植物的長(cháng)期競爭關(guān)系,花朵和果實(shí)的優(yōu)勢越來(lái)越明顯,它們將代替裸子植物成為地球上最繁盛植物類(lèi)群。圖片中的花便是緬甸琥珀中最具代表性的被子植物,雖然花部結構相對比較簡(jiǎn)單,但它已經(jīng)具備了一朵花應該有的許多特征。

圖為蕈蚊)

一種蕈蚊(琥珀產(chǎn)地:多米尼加) 雙翅目 Diptera 蕈蚊總科 Mycetophiloidea

蕈蚊可以說(shuō)是琥珀中最常見(jiàn)的昆蟲(chóng)了,它們是雙翅目長(cháng)角亞目中的一員,和我們常見(jiàn)的蚊子不同的是,它們通常以一些腐敗的植物或者真菌為食。在琥珀中,它們經(jīng)常成群出現,生物多樣性豐富,記錄有多個(gè)不同的科和屬。

切葉蟻
切葉蟻
切葉蟻

切葉蟻(琥珀產(chǎn)地:多米尼加) 蟻科 Formicidae  切葉蟻亞科 Myrmicinae

切葉蟻是多米尼加琥珀中非常多的一個(gè)類(lèi)群,大約可以占到這個(gè)產(chǎn)地中所有螞蟻化石的三分之二,是一種具有特殊社會(huì )行為的昆蟲(chóng)。很多人認為帶有翅膀的螞蟻是單獨一個(gè)種類(lèi),其實(shí)不然,當一個(gè)種群中的螞蟻到達一個(gè)數量時(shí),蟻后便會(huì )產(chǎn)下具有繁殖功能的雌性和雄性繁殖蟻,這些螞蟻不負責種群內的工作事務(wù),它們的目標就是在合適的氣候條件下飛出巢穴進(jìn)行交配,然后找到合適的地方建立新的種群。

刺胸象甲
刺胸象甲

 刺胸象甲(琥珀產(chǎn)地:多米尼加) 鞘翅目:Coleoptera  象甲科:Curculionidae

象甲也稱(chēng)象鼻蟲(chóng),顧名思義,它們有著(zhù)像大象一樣長(cháng)長(cháng)的鼻子,而這其實(shí)是它們突出的喙。觸角從喙部發(fā)出,體表通常具有鱗片,以植物為食。由于象甲的力量很大,這讓他們有足夠的力量從粘稠的樹(shù)脂之中掙脫,這也是它們在琥珀中較為少見(jiàn)的原因。

白蟻
白蟻
白蟻

白蟻(琥珀產(chǎn)地:多米尼加)蜚蠊目: Blattodea  白蟻科:Termitidae

與很多人所想的不同,白蟻并不是一種螞蟻。在分類(lèi)學(xué)上,白蟻歸屬于我們之前介紹過(guò)的廣義的蜚蠊目。也就是說(shuō),白蟻其實(shí)就是一類(lèi)特殊的具有社會(huì )性的蟑螂。從演變時(shí)間上來(lái)說(shuō),白蟻相對于螞蟻來(lái)說(shuō)要進(jìn)化也相對早些。在白堊紀中期,螞蟻的社會(huì )行為還沒(méi)有充分建立,有些螞蟻蟻后有時(shí)還需要獨自出巢覓食的時(shí)候,白蟻的社會(huì )行為已經(jīng)比較成熟。
 

以上學(xué)術(shù)文字由蔡晨陽(yáng)(中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所)、邢立達(中國地質(zhì)大學(xué)(北京))、王碩(青島科技大學(xué))審閱

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