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热河生物群-汪筱林
主讲人简介

  汪筱林, 毕业于吉林大学地球科学学院地质系。1999-2001年,在中国地质大学(北京)做博士后研究。主要从事辽西热河生物群中的恐龙、翼龙以及地层、时代和环境背景研究,在Nature、科学通报等国内外重要学术刊物发表论文近40篇。

  内容简介

  今天我给大家介绍一下《热河生物群》,大家知道,在整个地球生命的演化历史当中,生命的出现,已经有三十多亿年了,但是真正重要的出现,应该在我们国家发现的澄江动物群,就是寒武纪大爆发,这是五亿多年前。在我们国家有一个很重要的一个地方,那么这就是现在大家都叫它“白垩纪公园”,那么这就是我们辽西的,主要分布在辽宁西部的一个热河生物群。

  热河生物群现在的化石比原来刚开始发现以后,远远多得多,就是说它从脊椎动物的鱼类开始,一直到两栖类,爬行类,那么爬行类包括很多很多的门类了,比如说龟鳖类、蜥蜴、离龙、翼龙,一直到恐龙,很多很多门类。爬行类,那么再到鸟类,一直到哺乳类,都有发现。另外很多被子植物,也在这儿发现了。

  那么这样好的标本这样多,那么总得找出一个原因来,为什么在辽西地区有如此丰富、如此种类繁多的这个生物,这样的化石?另外一个就是它为什么保存得如此完整、如此精美?这个就是说我们从地质上和环境方面,从它埋藏学方面会给它一个解释的。那么要形成化石,首先有这样几个阶段,一个就是它的生物群——当时的生物要非常丰富,生物丰富当然和它生存环境有关系,环境适宜生物生长繁盛,那么生物就越多。第二个,就是死亡方式,就是它是正常的死亡,还是灾难性的死亡,比如说地震或者是火山爆发,这种灾难性的死亡,往往能形成很多这个生物使它保存起来。第三个,就是搬运距离的远近,就是生物是在原地埋藏的,还是异地埋葬的,就是搬运远近的问题,第四个,就是埋葬速度,就是说生物是快速埋藏还是很缓慢地暴露在地表,有一段时间,第五个,就是埋藏环境,埋藏环境就是说在它生活的环境里边,原地死亡以后就埋葬呢,还是说它经过河流、风等等的介质搬运很长的距离,一段距离以后再埋藏;最后是时间,就是只要形成化石的话,必须有时间,没有一个很长的时间就形不成化石。所以辽西就满足了所有生物,所有化石形成的各个阶段的各种条件。

  《热河生物群》 (全文)

  大家好,很高兴有机会站在北师大的讲堂上,给大家做一个报告。大家都知道,整个地球生命的演化历史当中,生命的出现,当然已经有三十多亿年了,但是真正重要的出现,应该在我们国家发现的澄江动物群,就是寒武纪大爆发,这是五亿多年前。那么从这个时候开始,整个生物就发生了一个全新的面貌。我们要讲到的这一段,就是中生代这一段,大约时间就是从两亿三千万年,到六千五百万年这一段时间,这一段时间其中包括了三叠纪、侏罗纪和白垩纪这样三个阶段。那么中生代应该说整个就是一个恐龙的时代,就是恐龙的时代,就是说从恐龙出现到六千五百万年的绝灭,就是整个这一段时间。那么这个期间,不光爬行动物恐龙出现了,天空飞的翼龙也出现了,那么一些重要的门类,比如和我们关系比较密切的鸟类,在这时候也出现了,还有现在地球上广泛分布的被子植物也出现了。

  大家也许都看过这个侏罗纪公园,那么这是侏罗纪公园的一个镜头,它主要的内容就涉及到中生代的恐龙、翼龙这些生命的一些基本的情况。那么大家是不是知道,在我们国家也有一个很重要的一个地方,那么这就是现在大家都叫它“白垩纪公园”,那么这就是我们辽西的,主要分布在辽宁西部的一个热河生物群,当然这个分布范围核心在辽宁西部地区,就是朝阳、锦州,但是在周边地区也有广泛的分布,比如说就是内蒙古的东南部,在河北的北部都有分布,但后期热河生物群的分布是非常广泛。所以我今天主要讲这样四个方面,一个,介绍一下热河生物群整个的面貌,它是怎么来的,怎么发现的,它的研究历史的一些情况;第二个,讲一下我们在野外的一些发现,一些发掘工作;还有一个,就是重要的化石发现;最后就解释一下,为什么在这个地方有这样多的生物埋藏起来,变成化石,保存得如此精美。

  第一个,我就讲一下热河生物群。其实热河生物群应该说很早就发现了,在1923年,有一个美国著名的地质学家葛利普教授,他在辽西的凌源地区做地质工作的时候,他就发现了在一套岩层里边有很多的生物,这一套岩层是湖相沉积的,有很多的生物化石,这时候他就提出来,把这一套地层叫做“热河系”。当时因为它主要分布在热河省,主要在凌源,就是在承德的附近,属于热河省,所以它叫热河系。那么1928年,他就提出来,在这一套地层里边的一套生物组合,就叫做热河动物群,因为他当时主要发现是动物。那么在1962年,我国有一位著名的古生物学家顾知微院士,他在做辽西工作的时候,他就发展了葛利普的一些观点,他把这个“热河系”,就叫做热河群。当然这个地层的范围又增加了很多。那么这一套组合里面的生物群,当然包括后来的植物了,就叫热河生物群。当时他俩对时代的认识还是不同的,葛利普当时提出来以后,他就认为这一套地层属于白垩纪的,早白垩世的;那么顾先生提出,就是当时认为是侏罗纪的,但是现在从二十世纪九十年代初开始,顾知微院士,他经过重新的研究,推翻了他原有的观点,原来他认为侏罗纪的观点,现在他就认为是白垩纪的观点。这儿显示的就是热河群和热河生物群主要的地层情况。那么我们可以看到,热河生物群主要分布在义县组和九佛堂组这两个组里边。

  那么下边的一套地层就是义县组,那么上边一套地层是九佛堂组,这两个地层的时代,现在看的话,就是从这个热河生物群分布的时代,可以看出来,它应该在一亿三千五百万年,到一亿年或者一亿一千万年,这样一个时间阶段。当时发现的代表生物群就是这三类,那么一个就是脊椎动物,就是狼鳍鱼;那么另外有两类无脊椎动物,一个是东方叶肢介,一个是三尾拟浮游。这是当时葛利普,还有顾先生当时发现热河生物群的典型代表,就这三类化石,那么现在通过这几年我们的工作,现在热河生物群组合面貌发生根本的变化,那么除了上面发现的三类主要的化石之外,就是我们已经发现。从脊椎动物的鱼类到两栖类;到爬行动物;到鸟类到哺乳动物,所有的各大门类的动物都有,而且还发现了很多比较重要的被子植物的化石。另外还有无脊椎动物化石,所以现在热河生物群的面貌组成完全和以前不一样了,发生了根本的一些变化。热河生物群的发现,就是从刚才讲的,从1923年开始到二十世纪六十年代,到二十世纪八十年代,一直到我们现在,那么最重要的发现,应该说在二十世纪九十年代初。早期发现了主要是无脊椎动物,一些鱼类的,那么二十世纪三 四十年代,日本人在这个地方也发现了一些龟或者蜥蜴,这些爬行类动物化石;那么二十世纪六、七十年代,我们国家很多地质学家、古生物学家到这儿做工作,当时大家的观点都是一个侏罗纪的观点。晚侏罗世的观点,那白垩纪的观点已经是很少了。那么在二十世纪八十年代后期,1987年这时候,在辽西地区又重新发现很重要的化石,比如说鸟类化石就发现了,那么又发现了一些鹦鹉嘴龙的化石,那么真正的重要发现,应该是1990年开始,我们专业人员第一次发现了鸟类化石。那么从1990年开始以后,在辽西地区发现大量的一些化石,那么这就谈到了一个它时代的问题,就刚才谈到,它时代争议基本上就是近一个世纪的争议了,最早就认为是早白垩世,后来就是晚侏罗世,甚至到中侏罗世。那么最近通过我们这几年的工作,就发现了从脊椎动物组合来考虑的话,它的时代也应该是早白垩世的,另外我们做了一些同位素年龄,就是说用火山灰中的一些矿物来做同位素年龄测定。那么我们的这些结果就发现了,它的时代其实是一亿两千五百万年。

  通过最近这几年的工作,我们可以把辽西地区,甚至包括冀北和内蒙古东南部,这样核心地区,就是地层的分布情况,我们可以建立这样一个连续的剖面。那么我们发现了就是说在义县组和九佛堂组,整个热河生物群可能有这样五个主要的化石层位,它每个层位都有一些同位素年龄,我们现在这几年主要的工作就是在它的底部,也就是热河生物群最下部,我们做了很多同位素年龄。那么这样一个好处就是什么呢?就是辽西地区,它不但是化石分布得比较多,那么另外一个更重要的,它有大量的多期的火山喷发,火山喷发它形成了大量的火山灰,这些火山灰其实在区域上可以进行对比的,那么另外一个,就是它还可以形成一个,就是火山喷发的火山灰空降堆积下来,这些火山灰最能代表,就是化石生物的生存年龄,那么我们根据火山灰测它年龄,测出一个非常精确的绝对年龄以后,我们可以在这个地球演化准确的这样一个时间坐标上来谈生物的进化。

  下面我介绍一下,就是我们野外发掘的一些情况。那么这是辽西的四合屯,到目前为止,就是成为世界上一个最著名的化石地点,它的知名度,现在甚至超过了德国出始祖鸟的索伦霍芬这个地点,那么我们也可以看到,远处两个小山,那个地方叫做尖山沟,尖山沟地区应该说是热河生物群典型的一个化石地点。很早以前在这儿发现了大量的鱼,还有无脊椎动物,还有一些植物化石。那么这个地点是怎么发现的呢?其实当时老乡,就是说在这个地方挖鱼,挖一些昆虫,保存很好昆虫、鱼,他们就卖化石,当然一块鱼化石,一块钱,他卖这个,挖的时候,这个老乡就感觉他自己当然也很有经验了,就是认为这层发白色的地层里边有东西,他在周边的范围里边去找。找的时候,挖鱼的过程当中,就很多细小的骨骼,他不知道这是什么东西,那么当时他认为,他还是脑子比较聪明,他就说我得仔细挖,看究竟是什么东西,他挖出来以后,结果他把的整个面起开以后,它这儿整个鼓个包,一个完整的鸟就出现了。就是在2000年,由于我们国家大量的鸟类化石发现,2000年在我们国家召开了一次国际性的会议,就是鸟类的进化,就是热河生物群的一个研讨会,那么在这次会议期间,国内外有七 八十位鸟类学家来参加会议,而且到野外去考察,我们在野外考察过程中,现场就发现一只比较完整的孔子鸟,当时很多搞这个鸟类的鸟类学家,他们搞了一辈子,但是他们并没有发现,从地层里边亲自挖出来这样的鸟,他根本没有过。比如说始祖鸟发现一百多年了,到目前为止只发现了七件标本,那我们这个地区,在1993年以来,已经发现了大约几千块的标本,当时发现一块标本以后,他们当然很兴奋了,非常高兴,就认为这一辈子做鸟类,终于发现这个鸟从地层里面已经发现了。

  这是我们在2000年发掘的一个现场,后面这个剖面,大家可以看到,黑色的就是一些火山熔岩了,这火山熔岩就是后期穿插在里头的,就是火山爆发以后,有沉积的火山灰,那么后期火山爆发以后,地层里边穿插进去的一些熔岩。这是张家沟的一个发掘,其实张家沟是一个很重要的地点,这个地点,应该说从1998年开始,就有化石的发现,这个地点很有意思,就是它发现的标本,基本上都是长毛的恐龙,真正长有羽毛的恐龙,就是后来我们研究的尾羽龙,这个地方还发现过原始祖鸟,就是说它的前肢上长了很好的羽毛,已经分叉的羽毛,真正的羽毛。

  这是另外一个,就是上河首的发掘。上河首这个地点,紧挨着朝阳市,距离朝阳市的市郊。这个地点,很有意思在哪儿呢?它是上面的一个层位,九佛堂组的层位,比刚才说的义县组要稍微高一点,大约时代是在一亿一千万年左右,上河首这个地点,其实最早也是当时老乡在这儿曾经发现过一个鸟的化石,但是它是很破碎的鸟化石,后来这个地方还出了一个很重要的事件,就是说从这儿出现的一个鸟,一个恐龙的尾巴,拼在一起,就是一个“古盗鸟”,就称为一个“古盗鸟”事件,这个“古盗鸟”事件,大家都应该知道,美国《国家地理》杂志发表了一个辽宁“古盗鸟”这样一个东西,那么后来我们发现是一个拼起来的一个化石,那么就是这个地点出的。

  下面谈一下重要的一些化石发现,其实刚才我已讲到了,热河生物群,现在的化石比原来刚开始发现以后,远远多得多,就是说它从脊椎动物的鱼类开始,一直到两栖类,爬行类,那么爬行类包括很多很多的门类了,比如说龟鳖类、蜥蜴、离龙、翼龙,一直到恐龙,很多很多门类。爬行类,那么再到鸟类,一直到哺乳类,都有发现。另外很多被子植物,也在这儿发现了,所以我下边讲的,就是把所有这些门类化石主要的发现,给大家展示一下。

  其实我们大家都知道,鸟类是我们人类的朋友,现在地球上分布非常广泛,而且是非常大的类群,当然对鸟类的起源问题,对它的飞行的起源问题,甚至这个羽毛的起源问题,一直是一个难以解决的、一个重大的理论问题。那么辽西大量标本的发现,就是热河生物群的发现,对解决这个鸟类的起源问题,提供了一个非常好的这样一个化石的证据。那么这是辽西地区发现的第一块的鸟化石,这是当时一个农民发现的。那么这是我们研究人员发现的第一块鸟的化石,是1990年发现的,这就是周忠和博士发现的,周忠和其实是研究鱼的,做鲟鱼类这一类研究的,他在1990年的时候,他在波罗赤这个地点去采标本的时候,采鱼化石标本的时候,他就偶然发现这样一个鸟的化石。那么这次发现,就是说把他整个的研究方向给改变了,他现在就是很知名的一个鸟类学家了,他就是从研究鱼,又发现鸟以后就开始研究鸟了。这两块标本发表以后,就在国际上引起非常大的轰动了,就是全世界的目光基本上集中到我们中国的辽西地区,所以说后来就是把这一次非常重要的国际会议,就是2000年的国际会议就放到我们国家来召开。

  其实辽西地区除了鸟的重要发现之外,另外一个引起全世界轰动的就是带羽毛的恐龙。其实对恐龙的认识,大家的观点就是恐龙非常庞大,非常可怕,全身都是鳞片这样一个冷血动物的观点。但是从辽西的恐龙发现以后,人们对这恐龙的认识,发生了一个变化,就是有些恐龙并不像人们想像的那样庞大,并不像人们想像的那样全身覆盖着鳞片,像现在的鳄鱼,蜥蜴这样的,其实它身上覆盖有一些毛。很早以来人们就提出来,就是一些恐龙是热血的,认为它是一个温血的动物,但是没有化石证据,尽管没有化石证据,但是在很多的复原图上,它的身上都是覆盖着一些羽毛。我们辽西的一个重要发现,就是发现了一些恐龙,一些小型的兽脚类恐龙,身上是长有毛的,长有真正的羽毛的。那么这个标本,就是争议比较大的一个,叫中华龙鸟,中华龙鸟的发现,是当地的一个农民发现的,发现以后呢,这块标本正好就从中间劈开,就是正负两个面,他把这个标本转卖给了两个不同的单位,一个是南京中科院南京地质古生物研究所,一个是我们北京的中国地质博物馆,这样两个单位收藏。收藏以后,当时研究人员,刚开始研究人员发现了它身上长有这种皮肤的衍生物,但当时并不知道是什么东西,当时就认为它是一种羽毛了,研究人员最早命名的话,就把它作为一个原始的鸟来描述的,认为它可能比始祖鸟还要原始,它就叫原始中华龙鸟,这样一个标本。那么紧接着1997年,我们国家有三位古生物学家,他们在《自然》杂志上,就是英国的Nature杂志上发表了一篇文章,就把这一块标本,认为它是属于美颌龙这个科的。当然这个标本争论比较大的,有人认为是鸟,原始的鸟,甚至取代了始祖鸟,认为它是鸟类的祖先,那么另一种观点认为,它是一个原始的恐龙,其实从现在的系统树上来看的话,它这个恐龙非常的原始,和鸟的关系非常远,它和鸟的关系之间,甚至包括了霸王龙等等不同的类群,如果说中华龙鸟作为鸟的话,那连霸王龙都是鸟,这个大家是接受不了的。

  这是中国鸟龙,中国鸟龙这是我们在1998年发掘的时候发现的一块标本,那么这块标本是属于驰龙这一类的,这一类应该说是和鸟的关系非常非常近的,现在普遍认为,就是说鸟就是由这一类恐龙进化而来的。那么这块标本,你看它全身长了这种比较原始的羽毛,那么它身上也发现了,就是有一点点分叉的这样一些结构。这是我们最近发现的,今年发表的一个长了四个翅膀的一个恐龙,叫顾氏小盗龙。其实它也是小盗龙这一个属的东西。 那么我们从这个复原图上可以看到,它是很奇怪的一个动物,就是它有四个翅膀,其实在鸟类的飞行过程当中,曾经有一个阶段,就是大家认为,是一种滑翔的这样一个阶段,甚至有学者提出来,曾经经历过这样四个翅膀的这样一个阶段。但是一直没有化石的证据,那么从我们这块标本可以看到,它可能经历过这样一个阶段,但现在国际上争论也比较大,究竟是不是这样的,现在还有争议的。那么这是恐龙系统演化的一个简单的图,就是我们辽西发现了,就是热河生物群的恐龙发现了,就是把整个恐龙这样一个系统演化,每一个不同的环节都能找到它的化石证据。那么从这个恐龙最早期的恐龙,最后变成鸟这样一个过程。

  还有一个就是鸟类的恐龙起源说,关于鸟类的起源。当然一个观点是恐龙起源,一个观点就是另外一个槽齿类这样一个起源说。现在流行的鸟类的起源就是恐龙进化成鸟,恐龙起源说,辽西的很多标本就支持了这个假说,就是说从早期的美颌龙,一直到后来现生的鸟类,在我们辽西,都能找到一些比较重要的环节。 辽西的标本发现,还支持了一个鸟类的飞行起源说。刚才我谈到了小盗龙,会爬树的,有树栖的特点,树息龙也是会爬树的,那么它由于爬了树以后,它在树之间要跳跃、要滑翔,所以后来就开始飞翔了。那么另外一种观点就是地栖说,认为恐龙在奔跑,速度越来越快,最后它要抓到这些昆虫,一些食物最后飞到天上去了,这是两个不同的观点,当然现在,这个观点的争议比较大。我们辽西的标本,越来越多的标本支持它树栖起源这样一个假说。

  还有一大类就是翼龙化石,翼龙其实和恐龙是同时代出现的,而且是同时代绝灭的。翼龙很奇怪,它是爬行动物这个大类里边的,但是它一进化出来,它就能飞到天空当中去,它比整个鸟类要早七千万年飞到天空当中去。它是非常奇特的不像爬行动物的爬行动物。那么这个标本,我们可以看到,这是我们发现的一个热河翼龙的一个标本,这个标本它全身覆盖着毛。翼龙其实很奇怪,它是第五指退化了,第四指加长以后变成翅膀,但是翅膀上它有膜,就是飞翔的膜。对这个翼龙究竟是热血的还是冷血的,争议比较大,那么我们这块标本发现,就支持了翼龙是热血动物这样一个观点。这是一个郝氏翼龙,郝氏翼龙应该说是我们亚洲大陆第一个比较可靠的翼手龙科这一类的一个翼龙。这是个中国翼龙,中国翼龙它很奇怪,它这个脑袋上有个非常大的孔,这一类翼龙,在辽西发现之前仅仅在巴西发现过,在全世界任何地方没有的,就在巴西发现的。那我们辽西,这个中国翼龙,就是古神翼龙科的中国翼龙,这一类翼龙发现,就是把遥远的巴西和亚洲大陆联系在一起了,那么我们认为,它俩在翼龙的迁移或者它的起源上可能有一定的联系。

  这是鱼类化石,辽西地区最早发现的就是鱼类化石。那么这儿展示的,就是说几个鲟类的化石,很好的一些标本。这是两栖类的化石,那么两栖类包括有尾的两栖类,还有无尾的两栖类,就是我们所谓的青蛙了。这些标本保存得非常好,像这些两栖类、鸟类这些骨骼,因为它都是很细的,很不容易保存化石,但是在热河生物群里边,这些化石保存得很好。

  这是哺乳动物的化石,这是最早发现的一个标本,它是一个张和兽,属于对齿类这一类的。那么这是一个始祖兽,它现在是真兽类一个祖先的类型,就是和现在的哺乳动物有很大的一些关系。在中生代以前,发现的哺乳动物很少,但是发现的仅仅是一些牙齿,就是单个的牙齿,或者是一些单个的骨骼,就是很少有这个完整的骨架。对中生代的一些哺乳动物,其实我们大家并不太了解,因为热河生物群的哺乳动物发现,对整个哺乳动物的早期演化,提供了一个非常好的化石证据。

  除了一些大量的脊椎动物之外,在热河生物群还发现了很多的植物化石。那么这儿我们显示几块就是植物的一些标本,这是松柏类的。这是一个比较有名的一块标本,叫辽宁古果,但是对它的争议比较大,这是在Science,《科学》杂志发表以后,做了封面的,它就被认为是最早的被子植物。但现在我们并不这样认为,因为它当时被认为这个时代是一亿四千多万年,就在晚侏罗世,因为晚侏罗世,一亿多年前,它应该是比较原始的,最早的。但是其实现在,我们这个层位的年龄是一亿两千五百万年。对这个标本究竟是不是被子植物,国际上还有争论的。这是后来发现的另外一块标本,这类标本很奇怪,就是说它的上部长的就是认为像被子植物似的,它下面的叶子又有点像蕨类植物似的,很奇怪的一类东西。这块标本发现以后,人们对整个被子植物,对这一类辽西出现的一些植物,有一个全新的考虑,一个重新的认识。右侧是它的一个复原图。这是发现的另外一些标本,其中左边的一块,大家认为可能是一个真正的被子植物,右边就是和辽宁古果一样的,但是大家还是有争议的。无脊椎动物发现的就更多了,这个是叫东方叶肢介,那么其他的就是介形类、腹足类、双壳类等等,非常非常多,而且保存得非常精美。这是一些昆虫类的标本,我们可以看到它的眼睛。这些标本都保存得非常精美,居然翅膀上的一些纹理保存得也非常好。

  那么这样好的标本这样多,那么总得找出一个原因来,为什么在辽西地区有如此丰富、如此种类繁多的这个生物,这样的化石?另外一个就是它为什么保存得如此完整、如此精美?这个就是说我们从地质上和环境方面,从它埋藏学方面会给它一个解释的。其实我们刚才提到了白垩纪的“庞贝城”,其实这个庞贝城当然是意大利的一个古城了,就是公元79年的时候,意大利的维苏威火山强烈地喷发,喷发以后,很快就把整个有几百年历史的这样一个古城就埋在这个火山灰底下了。那么在1784年,考古学家就在它遗址的地方,在火山灰层里面就发现了这座古城,而且里边一些人、一些动物、一些其他的东西保存得非常好,栩栩如生的。就是说火山爆发以后,瞬间就把它埋藏了,就是整个的这些城市里边一些生物,全部停留在历史的瞬间里边。

  其实在热河生物群也是这样一个情况,通过我们的发掘就发现了热河生物群有过很多次的火山爆发。而且我们发掘的时候,很多生物就在那火山灰的层底下。我们从这张发掘剖面图可以看出来,这里边黄色的这些层和褐色的都是火山灰,我们在12米的剖面上,我们发现了一百二十多层火山灰,就是火山非常频繁地爆发。这儿我们仅仅举了一个例子,就是以恐龙为例,我们可以看到它保存了非常好的骨架,按它解剖学的位置保存得非常好的这样的骨架,那么它也保存了它的软组织的成分,比如说羽毛。另外它保存了很好的卵,爬行动物,它是生蛋的,它有很好的卵。另外在它肚子里面还发现了很多蜥蜴这些小型动物的骨架,整个保存得非常好,就相当于一个瞬间把它凝固在那儿一样的。

  那么对这些生物,这些保存得这样好,这样多的化石,我们应该给它一个解释。那么辽西地区正好就是这样一个非常好的,符合各种条件的,这样化石埋藏条件的一个地方。那么要形成化石,首先有这样几个阶段:一个就是它的生物群——当时的生物要非常丰富,生物丰富当然和它生存环境有关系,环境适宜生物生长繁盛,那么生物就越多。第二个就是死亡方式,就是它是正常的死亡,还是灾难性的死亡。比如说地震或者是火山爆发,这种灾难性的死亡往往能形成很多这个生物使它保存起来。再一个就是搬运距离的远近,就是生物是在原地埋藏的,还是异地埋葬的,就是搬运远近的问题;第二个就是埋葬速度,就是说生物是快速埋藏还是很缓慢地暴露在地表,有一段时间;第三个就是埋藏环境,埋藏环境就是说在它生活的环境里边,原地死亡以后就埋葬呢?还是说它经过河流、风等等的介质搬运很长的距离,一段距离以后再埋藏。最后是时间,就是只要形成化石的话,必须有时间,没有一个很长的时间就形不成化石。所以辽西就满足了所有生物,所有化石形成的各个阶段的各种条件,那么我们先一个一个简单介绍一下。

  首先一个就是说它的生物群。在辽西地区,早白垩世这个期间,现在各种证据显示,它是一个非常适宜生物生长发育的,这样一个生长繁盛的环境,就是说它的气候比较温暖潮湿,它的雨水比较充足,植被比较发育。就是说当时的环境,应该说就是很多这个湖泊连在一起,另外有一些小岛,小山,陆地上的植被非常发育,有很多的生物。陆地生物在这儿生存,那么水里边也有鱼,也有水生的爬行动物,空中有鸟,有昆虫,有翼龙这些,它也组成了一个很好的食物链。比如说现在有人提出来,就是说当时的被子植物出现了,有花植物出现了,一些采花的昆虫大量地繁盛,那么鸟要吃这些昆虫,它就要主动飞翔。最后变成一个有飞翔能力比较强的这些鸟类,就是整个形成了一个完整的,这样一个生物链的结构,所以说当时的环境就适合于这个生物大量的这样一个发生。

  第二个,就讲到它的死亡方式方面。死亡方式,辽西地区刚才讲了,就是叫白垩纪的“庞贝城”。它是火山爆发,当时的火山爆发非常非常地频繁,而这种火山就属于中酸性火山,它就是喷发出来主要是大量的气体,有毒的气体和火山灰这一类,并不是那种大量的熔岩岩浆,而是喷出来的是挥发份有毒的气体。比如说硫化氢、二氧化硫这些有毒的气体,还有火山灰。而且它还可以造成陆地森林的大火,那我们在地层里面发现了很多炭屑,这是森林大火的一个证据,那么这些东西,这些火山爆发导致了一些生物的死亡。我们可以举一个简单的例子,就是我们在发掘的时候,发现每一层里面很多生物,就是埋葬在火山灰之下,我们曾经发掘的时候,测量了有一百多件这个孔子鸟的原始数据,我们发现这些都是一种什么呢?都是一些成年的个体,很奇怪它们是成年的个体,要是灾难性的死亡的话,大家可以理解,可以想像,就是说成年个体,幼年个体一次突然死亡,一个是成年个体,一个是幼年个体应该都有,但是我们发现孔子鸟很多都是成年个体,这就和它的灾难性死亡发生一些矛盾。这是它的死亡方式,现在很多证据显示,就是火山爆发导致它的死亡,非正常的突然的集群死亡,就是大量地突然死亡。

  下面一个就讲到它的搬运距离,搬运距离的远近,其实大家都很好理解的,如果说生物死亡以后就在就地埋藏,那么它应该保存得很好,如果经过长时间搬运的话,它很多骨骼就破碎掉了,就保存不了很好骨架,也保存不了软体的组织。其实在搬运距离上,我们这儿也谈到一个问题,就是说当时很多这个鸟,很多恐龙,都是陆地生存的。但是现在我们发掘的这些地点,都是一些湖相的沉积,而且是半深湖相的沉积,它和陆地生存的环境有一段距离,按道理说它是经过一定距离搬运的,但其实我们可以这样解释,其实它这种搬运并不是通过水这种介质来搬运的,而是在它活着的时候,它自己主动搬运的,为什么呢?因为火山爆发以后,产生森林大火或者有毒气体,它要往相对安全的地方,它要飞,它要逃跑,哪儿最安全呢?就远离陆地,远离火山的湖的方向是最安全的,那么这样的话,这些有飞翔能力的鸟,它就要往湖的中心飞翔,我们发现,刚才我讲到了,很多成年个体,它飞翔能力比较强,飞到相对远的地方,中毒死亡,或者是它就是体力不支,掉到水里边死亡了,那么幼年的个体,飞翔能力比较弱的,一个是飞不了,一个是在岸边,在岸边它也保存不了,或者有的就直接烧死了。那么陆地上的一些生物,比如恐龙,这些它也要往相对安全的地方跑,它跑到水里边溺水而死,在水面上飘浮,最后在半深湖或深湖环境保存不下来,是这样的。其实通过这个实验埋藏学来做的话,鸟这一类动物掉在水里边,它腿上和身上的羽毛湿了以后,很快就可以沉到水底,是这样的。

  下面一个就是埋藏的速度。埋藏速度也是非常关键的因素,如果埋藏速度快的话,它能保存很好的化石,如果埋藏速度要慢的话,它在地表暴露一段时间以后,它就氧化了,那有机质的肌肉腐烂以后,氧化掉以后,它化石根本保存不了,保存不了很好的化石。

  最后一个就是它的埋葬环境。埋葬环境,刚才我也讲到,是原地埋藏还是异地埋藏,虽然我们辽西发现了好像都是准异地埋藏,就是说离它的生活环境有一段距离,但是它是在活着的时候搬运的,它是主动搬运的,并不是它死亡以后,通过其他的方式搬运的。另外一个,就是说它的环境,氧化环境还是还原环境,一般化石如果在还原环境下,往往保存很好的化石,就是羽毛这些东西都是在细菌的作用下才能保存得很好;如果在氧化环境下,暴露在地表,那很快就腐烂了,化石也保存不了。所以辽西发现很多标本都是一种深湖的环境,就是湖水比较深的这样一个环境,那么它很快沉积在湖底以后,火山灰很快就把它盖上,很快的就把它埋藏起来,和外界和氧气有个隔绝,这样的话就能保存很好的化石。

  最后就是时间的关系。化石的形成它需要一定的时间,那我们这个化石形成时间很长了,一亿三千万年,一亿一千万年,这样长的时间,最后由我们古生物学,这些学者来发现它,来研究它,我的报告就到这儿,谢谢大家。

  问:汪博士您好,我想提问一下,就是刚才幻灯片中有一个照片,您说就是上面那个植物部分上面是被子植物,下边是蕨类植物,我想问一下,就是你们在研究的时候,怎么判定它就是一棵植物上两个部分,而不是说以前是两种植物搭接在一起的,谢谢。

  答:最早研究发现这个被子植物的时候,仅上面这一部分,底下的一部分没有,他们根据这一部分认为,它是一种被子植物了。后来的发现很奇怪,很有意思,后来的发现,就是发现这样一个比较完整的,上面的这一部分,和他们研究的这个被子植物是一样的,下面出现了很多叶子这样的东西,以前都认为它是蕨类植物。最早研究的时候,这个蕨类植物,其实已经有人研究过了,好像也有一个命名的。研究过了,因为就发现这一部分,上面的一部分没有,所以说人们就完全把它当这一类植物来研究的。但现在发现他们所研究的所谓被子植物连在一起,这样的话就是一个很奇怪的现象。当时他们也搞不明白,后来没办法,就把古果,原来是个属就提到叫古果这个科里边,变成一个新的科。其实现在国际上有争议的,包括很多知名的古植物学家,他就认为对这个要进行重新的研究,要么它就是一个被子植物,要么要对这个植物,它是一个全新的分类系统,就是认为这一类植物它是和所有植物不一样的,是全新的一个东西。现在对这个植物的研究有很多,已经发现了很多块标本了,研究正在进行当中,究竟它是什么东西,也许很快就会有一个结论性的东西。
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