琥珀反映的生物进化的历程

琥珀反映的生物进化的历程
琥珀反映的生物进化的历程

琥珀反映的生物进化的历程
1．世界上最古老的岩石
加拿大一个科学家小组宣布,他们在加拿大魁北克省境内发现了一块有38.25亿年历史的岩石,这是科学家迄今发现的世界上最古老的岩石.科学家称这一发现将有助于研究地球的起源.
该小组发表新闻公报说,他们研究的岩石样品取自魁北克省北部地区的火山沉积岩.对岩石的年龄测量主要采用放射性元素蜕变计算法.放射性元素在蜕变时,速度很稳定,不受外界条件影响.在一定时间内,一定量的放射性元素分裂多少、生成多少新物质都是固定的.因此,科学家可以根据岩石中现在铀和铅的含量算出岩石的年龄.
此前,科学界已知的最古老岩石位于丹麦格陵兰岛的伊苏阿地区,测量年龄为38亿年.
科学家说,对地球岩石的研究有助于推算地球年龄以及研究地球早期的演变过程.目前,科学家们估算的地球年龄约为46亿年.
2．世界上最小的化石——钙质超微化石
地质古生物学家们习惯于把肉眼可直接鉴别的化石称为大化石；而肉眼不能识别、须借助光学显微镜甚至扫描电镜观察研究的叫小化石,称作“微体化石”.按个体大小和鉴别手段,微体化石又分为两类：一类以毫米为度量单位,借助中、低倍显微镜观察；另一类则是以微米（1/1000毫米）为度量单位,只能在高倍光学显微镜或扫描电镜下观察研究.钙质超微化石就是属于后一类,它是目前科学家所研究的最小的古生物化石.它的个体一般为2～15微米,个别可达20甚至30微米.在对钙质超微化石作常规鉴别时,通常需将光学显微镜调整放大至800～1000倍；而在进行内部结构、分类谱系或新属种建立时,则需配用扫描电镜,放大几千至上万倍观察研究.
（1）曾被怀疑为动物界“臣民”
钙质超微化石的现生代表是颗石藻（又译称球石藻或钙板金藻）,在分类学上属于浮游植物的金胞藻目.但是长期以来,金胞藻目中许多属种的某些类别（包括颗石藻在内）,不但具有吞噬性异养特点,摄食细菌和其他单细胞生物,而且还能借助鞭毛自由运动.也就是说,具有一些典型的动物生活方式.所以在一个较长时期内,颗石藻等曾被当作动物界的“臣民”,归入原生动物门中的鞭毛虫类.直至50多年前,科学家们发现这类“动物”的细胞型和丝状型的结构特征,与典型的藻类极为相似甚至一样,其细胞内进行光合作用的色素与金藻类植物也完全相同,这才对它们的身份和分类位置进行了“甄别”.
目前,海洋浮游生物学家们将颗石藻归入金藻植物门的金胞藻目,其下建有颗石藻（或球石藻,或钙板金藻）亚目.颗石藻是一种单细胞生物,主要分布于热带亚热带远洋广海和浅海环境中,生活在水深50～100米水层；在两极海域,其主要分布于水深30米以上水层.在地中海生活的个别优势种,最大密度可达1800个/毫升.
颗石藻由细胞核及色素体等构成,在细胞膜外有黏液层,在黏液层中（或外）分布着一系列由微小方解石晶片构成的细小颗粒或圆粒,这些颗粒或圆粒就是颗石.这些形状各异的颗石,披嵌在颗石藻细胞的外层,组成类似于“外骨骼”的似球体,即颗石球.当颗石藻死亡后,其软体部分腐烂分解,而钙质的硬体部分（颗石球）完整地保存下来,或解体成为单个的颗石保存下来,它们石化后就是钙质超微化石.
（2）形状最不规则的化石
最早描述钙质超微化石的,是1836年德国生物学家艾伦伯格.他在波罗的海吕根岛约1亿年前的白垩夹层中（白垩系）,发现许多呈平椭圆盘状的细小微粒,他绘制了图形,称它们为“钙质结晶盘石”,并认为这些细粒属无机成因.1858年,在北大西洋敷设海底电缆时,法国著名生物学家赫胥黎在深海软泥中,也观察到大量的艾伦伯格描述过的“晶形物”,这位科学家又给它换了个新名字,称为“颗石”,这个名字直到现在仍然在使用.但对其成因,赫胥黎错认为是无机的.直到1861年,德国人瓦利奇等发现颗石具有独特的光学特点,而这种性质不可能存在于无机物中.结合其他特征,瓦利奇等学者提出颗石是一种有机物体,从而奠定了颗石的有机成因学说.后来,一些欧洲学者,诸如德佛兰、肯普特等把颗石专门作为古生物化石来研究,并提出“超微化石”这个名称概念.
根据近半个世纪的研究,现在比较清楚地知道,目前所称的钙质超微化石实际上包括亲缘关系还不太清楚的两大类,即颗石类和非颗石类,后者也被称为广义的颗石类.它们各有特点,形状更是五花八门,简单说有圆形、椭圆形、菱形、星形、舟形、楔形、棒锤形、马蹄形等等多种形状,但它们都具有共同特点：①每个钙质超微化石的成分均为碳酸钙,呈现为极微小的方解石“晶粒”或“鳞片”；②方解石“晶粒”有片状、条状、枝状、楔状等,同形或异形的“晶粒”叠覆,或紧密,或疏松平行,或呈辐射状,或呈螺塔状,以各种排列方式组成化石；③在正交偏振光下,这些“组合晶粒”具有各自独特的消光图形和干涉颜色.
目前,世界各国专业研究人员主要根据组成钙质超微化石“晶粒”的形状和数量、排列方式、它们的上下和侧面组合形态,以及在偏振光下所呈现的消光图像和干涉色特点等,来区分不同类别和属种.
（3）个子小,用处大
虽然人们发现钙质超微化石已有160年的历史,但它在地质学上真正大显身手发挥作用,却还是近50年来的事情.二次大战后,随着海洋地质调查的扩大、海上油气田的开发,特别是1967年以来深海钻探工程的实施,地质古生物学家们逐渐认识到这种微小化石的重要性.由于钙质超微化石个体小、数量多、分布广、演化速度极快（有些属种生存持续时间短至5万年,这一“寿命”与漫长地球史相比实在只算“一瞬间”）,加之研究时需用样品量极少,且分析方法十分简易,从而在科学研究和生产实践中具有独特的学术地位和应用价值,特别是在全球中生—新生代地层划分对比上具有一定的重要性.目前国际超微古生物学家们,将侏罗纪、白垩纪、第三纪和第四纪的钙质超微化石共划分出86个带（有些更细到有120个带或亚带）.依据这些化石带与磁性年代地层的对比,获得每个化石带（或亚带）底界和顶界的绝对年龄数值,以及重要化石或标准化石的初现面（时）或末现面（时）的年龄值.根据这些化石可以把地层划分标准的时限精细到20万年为单元,这就大大提高了地层的分辨率.此外,利用区域地层中钙质超微化石带（或亚带）的存在、缺失、连续、跳跃等特点,可以进行全球大剖面性的地层对比,推测判断海陆分布、海水进退等.
近20年来,在我国东部海区和西部塔里木盆地,特别是南海北部和东海油气勘探开发过程中,钙质超微化石地层学都发挥了重大作用.另外,这门学科在我国探索青藏高原喜马拉雅地质构造特征、研究东太平洋地质发展史、探讨大洋多金属结核成因,以及中国海域底质特性和划界等众多领域中,都在发挥着重要的作用.