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这种两米高的“魔鬼开瓶器”,是谁在几十万年前造出来的?

2020-01-07 09:32
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 SME SME科技故事

看到下面这幅图,你会不会充满好奇?一个男人拿着斧头侧面站着。在他旁边的是一个比他个头还高的巨型螺旋结构。

这玩意看起来像是我们现代生活中常用的开瓶器,但它却存在几千万年前的史前时代。因此,它也形象地被称为“魔鬼的开瓶器”。关于它背后的故事及其用途则绝对让你大开眼界。

大约19世纪中期,美国内布拉斯加州一个县的牧场主意外发现了一种硬化的岩石状物会拔地而出。它看起来跟树一样大,呈现出有规律的螺旋结构。当时人们纷纷感到惊奇,把它看作是从地里长出来的开瓶器。

没过多久,这一奇特的发现引起了古生物学家欧文·H·巴伯(Erwin H. Barbour),一位来自内布拉斯加大学的博士。他一直酷爱收藏各种奇特的化石。在此之前,他已经收藏并建立了大约来自23至258万年前的哺乳动物的化石,其中化石大多起源于新近系。

当时他来到当地牧场主的土地上进行调查,结果在尼亚加河(Niobrara)发现了一个9英尺(约2.7米)长的螺旋标本。粗略一看,巴伯发现螺旋的里面其实是填充沙子的管子,外壁由一些白色纤维材料制成。它们宏伟的结构,完美的对称性,以致于巴伯一时分不清它们算不算是化石。

接下来的日子里,巴伯又陆续发现了数十个类似的巨型螺旋结构。于是,他在1892年对其进行了报道,并将其命名为Daimonelix,也可翻译为“魔鬼的开瓶器”。不过只有命名是远远不够的,就在大家对它们进行脑洞大开的猜测时,巴伯也加快着手对它们进行研究。他查阅了大量的资料,但都没有发现它们的身影。

于是,他又重新进行了实地考察,发生有螺旋结构的那些细粒砂岩,其年代大概能追溯到中新世时代,约有20到2300万年的历史。在那个时代,这个发现地可能曾有一个巨大的淡水湖。

因此,在巴伯发现它们后的第二年,正式提出了他的猜测。他认为这些庞然大物可能是巨型淡水海绵的残留物。因为他在螺旋结构内发现了很多植物的纤维组织。

Daimonelix的局部化石

兴许是因为巴伯作为最初的发现者,他猜想的理论很快就被大家所接受,还一度占据了主导的地位。只不过,当时很多科学家对其进行研究分析后,感到疑惑重重,因为他们不约而同地发现这个化石内部还存在啮齿动物的骨头。按巴伯对化石的解释来看,如果只是巨型植物的话,又怎么发现有动物骨头呢?

于是,美国脊椎动物古生物学家爱德华·德克斯特·库克(Edward Drinker Cope)反驳了巴伯的理论,并指出这些物体很可能是某些大型啮齿动物洞穴的铸模。

同年,奥地利古生物学家Theodor Fuchs得出了相同的结论。在他看来,这些奇怪的化石可能是中新世某类啮齿动物的地下房屋,可能与地鼠(Geomys)有关。

Daimonelix的局部化石

然而,巴伯并没有放弃他的化石植物理论。他认为开瓶器的形状太完美了,不能由“推理的生物”构建。而对于福克斯的说法,他还戏谑道,如果真的是地鼠的话,那它们在中新世的时候就是在水里筑巢。

两方开始争论不休,但一直都没有明确的答案。不过随着时间的推移,大多数研究人员都倾向于是化石结构很可能是啮齿动物洞。最后,科学家从螺旋内部发现了划痕,并确定了这是动物从潮湿的土壤中抓出来的。这才让人们对“魔鬼的开瓶器”有了明确的认识。

至于这究竟是什么动物弄出的杰作,科学家又埋头苦干研究了数年。终于到了1905年,科学家确定它们是一种现在已经灭绝的海狸属。这些海狸名为Palaeocastor,意思是“古代海狸”,它看起来像是现代北美海狸和地鼠之间的杂交体,仅生活在现在的美国中西部地区。

这种古海狸长得跟旱獭差不多大,又或者比它们小一点。它们像地鼠一样有短小的尾巴,小耳朵和眼睛。不同的是,它们的爪子和前牙都比较长,所以它们并不怕在挖掘洞穴的过程中遭到磨损。

古海狸的模拟图

之所以能确定是灭绝的海狸,是因为它的门齿与魔鬼开瓶器填料上的凹槽非常匹配。这些牙齿印记实际上它们挖掘螺旋形的洞穴时留下的。这是由堪萨斯大学教授拉里·马丁(Larry D. Martin)在1970年代检查了1000多个化石古洞穴的发现。

古老的海狸用长长的前门牙挖出它的紧密螺旋,将后脚固定在轴上,用马丁的话说,它是直截了当地将自己拧入地面。而那些爪痕,往往只会留在洞穴的侧面和底部。

同时,地质学家也推翻了巴伯的湖泊沉积理论,并确定其细颗粒沉积物是在季节性干旱条件下通过风积聚而形成的。这与今天内布拉斯加州西部的普遍条件十分相似。这些沉积物不仅保存了“魔鬼的开瓶器”,而且还保留了由昆虫和小型哺乳动物制成的丰富的化石植物根和洞穴。

多种啮齿动物,左为中新社古海狸建造的洞穴

我们可以看到,海狸会将最初的洞穴向下延伸为紧密盘绕的螺旋形。在底部,海狸会以高达30度的角度向上挖掘。这样做的目的是为了能给自身创造一个房间。

不过只是挖个洞穴,为什么古海狸要挖弯曲的,而不是直的呢?它们可不是吃饱没事干,要显摆自己的建筑天赋。科学家就发现,在洞穴顶部建造这种高而紧密盘绕的螺旋形入口,可能有两大功能。

一来它能帮助保持水分并控制动物洞穴的温度,二来还能够用来防止其他掠食者的入侵。毕竟对大多数掠食者而言,它们并不知道如何进入如此弯曲的洞穴。同时,螺旋结构也能使海狸更容易将挖出的污垢推到缓缓倾斜的螺旋上而不是更陡的直洞。

像今天许多穴居动物一样,古海狸的巢穴也相当豪华,功能也很强大。比如在地下几英尺的地方,洞穴能延伸到出侧室,可专门用于养育幼崽。又比如一些洞穴还包含高度倾斜的居住室,这能够使睡眠中的海狸免受洪水侵袭。

还有一些发掘的房间中宽度很小,科学家认为这是专用的厕所或天然集水的“水槽”,专门让它们上厕所的。

而这种海狸灭绝的原因很可能是因为当时地球的生态系统从气候多雨改为由草原为主的热带干旱的世界,使它们无从适应。

看到这里,我们已经知晓了“魔鬼开瓶器”背后的谜团了。可问题来了,最初巴伯在洞穴中发现大量的植物组织又是怎么一回事呢?

对此,科学家马丁和贝内特指出,自海狸灭绝后,含有“魔鬼开瓶器”的洞穴岩石后就被放置在季节性干燥的环境中。在这种条件下,植物将难以找到足够的水分来生存。但由于洞穴里面隧道中的湿度更大,因而寻求水分的植物很快就扎根于洞穴壁中。

又因为岩石中含有来自附近火山的大量灰烬,因此流经土壤的雨水将被二氧化硅饱和。植物根系容易吸收二氧化硅。渐渐地,衬有根部的墙壁逐渐矿化,最终整个洞穴都充满了硅化的根部。

就这样,近一个世纪后,北美的“魔鬼的开瓶器”已经不再是谜团。可在英国发现的巨大螺旋结构Dinocochlea却带来了新的谜团。1921年,在靠近海斯廷斯建造新道路时,一位工程师也发现了形似螺旋结构的庞然大物。

与本文的魔鬼的开瓶器不同,这个螺旋状结构是横向的,不是啮齿动物制造的。从表面来看,它有跟某些海洋腹足纲的壳长得有点像,尤其是锥螺属一类的生物。2011年,古生物学家Paul Taylor在伦敦自然史博物馆又认为是始自一种多毛纲蠕虫。

至于这些细小的生物又如何造成这么巨大的化石遗迹的呢?这又成了一个新的有趣的谜题。

古生物的探索过程就是这样,会源源不断地产生新的谜题。不过它也给我们带来了巨大的乐趣。

Palaeocastor .Wikipedia.on 18 December 2019, at 09:31 (UTC).

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原标题:《这种两米高的“魔鬼开瓶器”,是谁在几十万年前造出来的?》

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