伟大的生命大爆炸
你能脑补出整个地球被冰封时的样子吗？
这不是特效大片也不是魔幻现实
而是发生在七亿年前的真实场景
当时
整个地球几乎被冻成了“大雪球”。
地球表面几乎全部被冰盖遮覆。
干燥的空气磨蚀着苍凉的陆地
广袤的大洋被全部冻结
哪怕你站在热带
感受到的也是今日极地的温度
这就是新元古代的“雪球事件”
整个地球46亿年的
极寒纪元
就像电影一样
奇迹总会发生
大规模的火山喷发
导致了极寒纪元的结束
终于在寒武纪
生命大爆发了！
寒武纪的海洋中
出现了最早的具有外壳的生物
包括多个门类海生无脊椎动物
人们称之为小壳动物群
↓
至于为什么会出现带壳的动物
没有人知道
后来
第一章
头足动物登场
这种传奇的生物
开始登上生命演化历史的舞台
头足动物全部为肉食性
没有吃素的
可能因为捕食的原因
它们进化出了非常灵活的触手
强壮而有力
它们的身体结构也非常完善
是软体动物中
发育最完善、最为高级的门类
它们在地史时期曾非常繁盛
因为种类丰富，演化序列清楚
所以化石众多
有着重要的科研意义
特立独行的身体构造
头足动物两侧对称
头在前方而显著
头部两侧具发达的眼
中央有口
一部分的腕分布在口的周围用于捕食
另一部分则靠近头部的腹侧
构成排水漏斗
是独有的运动器官
传奇的演化历程
头足类生物的发展历程
可分为三个阶段
↓↓↓
Ⅰ
早古生代的角石阶段
（5.43-4.1亿年）
Ⅱ
晚古生代至中生代的菊石阶段
(4.1亿到6500万年)
Ⅲ
和新生代的无壳阶段
（距今约6500万年）
第二章
菊石的时代
菊石是最具代表性的头足动物
知道并认识它的人却不多
有人会问
菊石是什么？
像菊花一样的石头？
实际上和菊花没有任何关系
只是在发现之初
因为它的壳上带有菊花状的花纹
所以被叫做了菊石
奇妙的缝合线
菊石有个非常有趣的特点
人们可以在它的化石上
观察到华丽的一种纹饰
其实不是很明白
前人怎么将这种纹饰和菊花联系到一起
它的学名叫做缝合线
而鹦鹉螺的壳
也就是菊石的祖先
如果你把它切开
就会看到下面这样的结构
随着年龄的增长
头足动物会逐渐长大
但是它的壳不会变大
于是只能往外让壳变大
然而它只住在最外面的房间里
原来的房间会被废弃
形成一层碳酸钙的墙
这根墙称为隔壁
而这些被废弃的房间
被称为气（mei）室（cuo）
最外面它住的房间
被称为住室
这些废弃的房间
如果弃之不用
会给它们带来很大的麻烦
如果填满水
就没法游了
如果填满空气
就没法下潜了
所以
它进化出了一根联通所有房间的管子
这根管子叫做体管
头足动物就可以通过往里头灌水或注入空气
来控制浮沉
这个操作是不是很熟悉
没错
和潜艇的原理一模一样
不是，是潜艇和它的原理一模一样
所以
人类的第一艘核潜艇
被命名为“鹦鹉螺号”！
我们回到菊石的隔壁这来
隔壁与壳相连的部位
会形成一条线
这条接触的线
就是缝合线
鹦鹉螺的这条线非常简单
就是一个简单的圆弧
但是菊石的缝合线却非常非常复杂
而形成这种差别的原因是什么呢？
菊石的缝合线
↓
奇妙的远古工程学
我们知道
更复杂的曲线
意味着隔壁和外壳的接触面积更大
也意味着整体结构强度的急剧增加
那么菊石就可以承受更大的海水压力
让它有机会生活在更深的海水里
从而躲避更多的天敌
成为更灵活的捕食者
这就跟现代潜水艇为了躲避驱逐舰
要潜得更深一样
这种生存优势
使得菊石能够在地球上繁衍了三亿多年
显然
这是物种对环境的适应
也是物种进化的必由之路
当然
只有在外壳被剥落后
才能观察到这种结构
缝合线的演化史
然而
菊石的缝合线
并非一开始就如此精美复杂
早期的菊石缝合线非常简单
随着时间的推移
缝合线逐渐复杂
这个是棱菊石
它是最早出现的一种菊石
大概在2.45亿年前
二叠纪末期大规模的物种灭绝事件中
棱菊石从地球上消失了
大灭绝虽然导致了97%的物种灭绝
却有少量的几种菊石存活了下来
它们演化出了极为丰富的种群
例如三叠纪比较常见的这种
齿菊石
当它在三叠纪的海洋中成为主角时
恐龙也悄默默地开始统治陆地
然而
齿菊石在大约2亿年前消失了
后来
还有更多的后来者出现
包括一直比较繁盛的箭石
长得像子弹一样
它的复原图是这样的
有着悠久进化历程的菊石
种类繁多
从泥盆纪到侏罗纪
一直到白垩纪
当时它是大洋中最繁盛
且最具代表性的强大生物
种属数量超过2000个
同时它还进化出了许多特别奇怪的种类
善变的菊石
日本菊石
↓
这是一种非常夸张的菊石
它完全丢失了曲线
纠缠成一团
活得极为拧巴
heteromorph异形菊石
↓
它们是进化史上的另类
当然，这只是一个形态名
它们基本都是属于
Suborder Ancyloceratina
（钩菊石亚目）
究竟菊石为什么会长成这样一种
看似毫无生存优势的形态
无人知晓
但是万事万物
都遵循着这样的发展规律
由简单到复杂
最初的菊石
是单调的直筒造型
后来变成螺旋形
再变成扭曲的造型
甚至丢失了对称性
这在生物界是比较罕见的
再强大的物种
也都是寄居在大环境的“屋檐”下的
随着地球环境巨大的变化
海中霸主菊石
在白垩纪末期
突然消失了
而与它一起消失的
还有曾经的地球霸主
恐龙
让我们跳出地球的视角
进入宇宙空间
去一探这究竟
第三章
天地间的神秘“螺旋”
这是宇宙中比较常见的一种星系
螺旋星系
这是地球上常见的飓风和台风
还有一个令人称奇的存在就是
鹦鹉螺外壳
竟与数学中的对数螺旋不谋而合
这就是自然常数e的定义
e≈2.718281828
这个值是自然增长的极限
是“自然律”的精髓所在
在大自然中
“螺旋”也无处不在
从菊石上的螺旋花纹
到水面骇人的漩涡
从植物的藤蔓
到美丽的花朵
从人体的细胞结构
到壮观的宇宙星团
这些美丽的形状都具有一种神秘的规律性
它们都是自然界中
最简单的原理
所形成的
最复杂的表象
第四章
化石的收藏
作为人们认识、了解自然的重要途径
化石收藏同样有悠久的历史
北宋诗人黄庭坚
就曾收藏过一块化石
1968年江西省武宁县发现了一块砚台
因为上面有像竹笋一样的化石
被送到了时任中科院院长的郭沫若
和中国科学院考古研究所所长夏鼐先生的手里
在其侧刻有诗句
南崖新妇石
霹雳压笋出
勺水润其根
为竹知何日
经多方研究和考证
该化石上的诗文是由黄庭坚
在1079年至1080年间
赴江西太和任知县期间所提
标本后又辗转送到了中科院南京地质与古生物研究所
经过鉴定为中华震旦角石
并不是诗文所述的竹笋化石
而是一种头足动物
这可能是首块被人类所收藏的化石！
后来我在湖南和湖北也曾挖到类似的角石
确实像极了竹笋
文艺复兴时期
西方上层贵族也曾痴迷各种古生物化石
这些热爱收藏的人
终日收集、归类、陈列这些藏品
他们会把这些收藏视为身份的象征
时常邀请朋友来家里参观
也正是这种生活方式和收藏传统
后来催生了
大名鼎鼎的大英博物馆
如今，对自然爱好者
收藏的目的早已不再是征服和控制自然
而是亲近和了解自然
透过化石
那些曾经存在的生物
仍然给我们这些“后来者”
指示着它们曾走过的路
并诉说着那些沧海桑田的故事
第五章
美妙的菊石在哪里
地球另一端的神秘岛屿
马达加斯加
辛勤的“马农”在地质层上挥洒汗水
菊石挖出来后
要经过一系列的清理修整工序
第一步
修掉菊石外的围岩
第二步
对有280个科2000多属的菊石
进行定种分类
第三步
危险的菊石对开切割
不那么危险的菊石打磨
最后
从成千上万、大大小小、各色各样
的菊石中
挑选出品质相当的做成产品
为什么菊石一定要打磨？
要从中间切开？
图上三块同种的菊石
左上为清修掉围岩
露出斑彩色外壳的菊石
右上为打磨掉外壳
露出住室与缝合线的菊石
中下为从中一分为二的标本
揭露出菊石的“数学美”
也同时展示了菊石遗骸的石化过程
同样是石化，但其中又有细分
菊石最大的前四个舱室
细分于泥质化
余下赤褐色部分细分于类玉化
除了不同石化分类
还有丰富的色彩
终章
带“它”回家
化石
是地球历史的见证者
它生动地注解了神秘的史前世界
不仅具有重要的科学研究意义
同时现在还赋予了它
极高的美学欣赏价值和收藏价值
那么问题来了
该怎样把这些
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