追尋億萬(wàn)年前的神秘印記——讀《恐龍足跡》
《恐龍足跡》是侄女絲絲推薦給我的一部科普著作。這本書(shū)的作者邢立達(dá)是絲絲的作者，加拿大艾伯塔大學(xué)古生物學(xué)博士，是位80后的古生物學(xué)家、科普作家，民間科普組織科學(xué)松鼠會(huì)的“恐龍達(dá)人”。他在書(shū)中,為我們展現(xiàn)了一個(gè)活生生的遠(yuǎn)古世界。兩位國(guó)際水準(zhǔn)的恐龍復(fù)原插畫(huà)師的插圖加上作者拍攝的照片，使書(shū)中的圖片多達(dá)400張，可謂圖文并茂?！犊铸堊阚E》是第一本中文恐龍科普書(shū)，著重介紹國(guó)內(nèi)外著名的恐龍足跡化石點(diǎn)及其發(fā)現(xiàn)的故事，挖掘出的這些史前動(dòng)物的“八卦”，引人入勝。該書(shū)得到美國(guó)科學(xué)院外籍院士、中科院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所所長(zhǎng)周忠和，科學(xué)松鼠會(huì)創(chuàng)始人姬十三，以及《新發(fā)現(xiàn)》主編嚴(yán)峰等人的熱情推薦。
恐龍用兩足行走還是四足行走？恐龍的奔跑速度有多快？恐龍是如何追蹤、捕殺獵物的？恐龍如何休息？它們會(huì)游泳嗎？恐龍是獨(dú)行俠還是群居動(dòng)物……
《中國(guó)足跡史上的最強(qiáng)音》中描述了甘肅永靖縣鹽鍋峽，世界上最精彩的足跡化石點(diǎn)之一：一群30來(lái)米長(zhǎng)的大夏巨龍到古湖畔喝水。禽龍群喜歡跟著這些大家伙，因?yàn)榭偰軖近c(diǎn)便宜。幾只肉食性馳龍尾隨而至，打算捕捉那些老弱病殘做大餐，驚起岸邊棲息的水鳥(niǎo)和翼龍——一億多年前的各大類(lèi)生物，將腳印留在了同一片湖灘上。足跡獵人根據(jù)這些足跡化石，復(fù)原出當(dāng)時(shí)的熱鬧場(chǎng)景。
從恐龍出現(xiàn)的三疊紀(jì)到恐龍滅絕的白堊紀(jì)，從中國(guó)各地到各大洲的著名足跡化石點(diǎn)，該書(shū)將全球最精彩的恐龍足跡一網(wǎng)打盡。大的腳印長(zhǎng)寬一米多，足夠做小孩的浴缸，那是巨型蜥腳類(lèi)留下的。最小的腳印直徑僅一厘米多一點(diǎn)，那是小型獸腳類(lèi)的小寶寶所留。有的地方僅留有單個(gè)或數(shù)個(gè)腳印，有些地方的腳印卻是星羅棋布，各種類(lèi)型的腳印連成一大片……
考古骨骼化石并不能反映太多有關(guān)恐龍行為和生活細(xì)節(jié)的信息，只有留存在地層中的恐龍足跡化石，才能夠?yàn)槲覀冞@些問(wèn)題的解答提供線索。研究遠(yuǎn)古足跡的學(xué)者就像是當(dāng)今研究犯案現(xiàn)場(chǎng)腳印的刑偵專(zhuān)家，他們可以根據(jù)足跡化石推斷足跡主人的種類(lèi)、身份，還可以活生生地復(fù)原出億萬(wàn)年前的現(xiàn)場(chǎng)情景。
邢立達(dá)從小就是一個(gè)狂熱的古生物愛(ài)好者，十幾歲開(kāi)始自費(fèi)跟專(zhuān)家進(jìn)行野外考察。上高中時(shí)開(kāi)辦的“恐龍網(wǎng)”成為中國(guó)古生物學(xué)的“門(mén)戶網(wǎng)站”。2005年網(wǎng)站被中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物古人類(lèi)研究所收編，改版為“中國(guó)古生物網(wǎng)”，任網(wǎng)站總編輯。同年，該網(wǎng)站在第一屆全國(guó)優(yōu)秀科普網(wǎng)站評(píng)選中名列“十佳”榜首。他隨后踏入古生物學(xué)研究領(lǐng)域，主要涉獵恐龍、翼龍、恐龍足跡等古生物化石及其功能形態(tài)學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)的研究。他先后在《華夏地理》、《Newton科學(xué)世界》、《環(huán)球科學(xué)》、《中國(guó)國(guó)家地理》、《DEEP中國(guó)科學(xué)探險(xiǎn)》、《文明》、《新發(fā)現(xiàn)》等報(bào)刊開(kāi)設(shè)個(gè)人專(zhuān)欄，當(dāng)他的經(jīng)歷被Discovery探索頻道、英國(guó)BBC、法國(guó)France 2“Science 2”等多家媒體報(bào)道后，他所代表的“中國(guó)‘80后’獨(dú)具特色的成長(zhǎng)軌跡”，在世界范圍內(nèi)吸引了越來(lái)越多的關(guān)注目光。
今天人類(lèi)行走的原野，在億萬(wàn)年之前也曾被恐龍走過(guò)。恐龍?jiān)缫呀^跡，但當(dāng)年它們行走的足跡，并沒(méi)有全部隨風(fēng)而去，有相當(dāng)一部分被保留了下來(lái)。當(dāng)時(shí)光走到1802年時(shí)，美國(guó)年僅14歲的小穆迪，為古生物學(xué)家提供了有關(guān)恐龍足跡的最早記錄。此后歷經(jīng)了兩百年的曲折探索，恐龍足跡的價(jià)值和意義正逐漸被更多的專(zhuān)業(yè)人士和社會(huì)各界所認(rèn)識(shí)。
一、通向過(guò)往地質(zhì)年代的密碼
喜歡看偵探節(jié)目的觀眾都知道，在找尋“罪犯”的蛛絲馬跡時(shí)，腳印是偵查人員非常關(guān)注的一個(gè)細(xì)節(jié)。通過(guò)對(duì)腳印的分析和研究，就可以推算出“罪犯”的身高、行走習(xí)慣、年齡等特征，幫助大家縮小范圍，鎖定目標(biāo)。因?qū)δ_印的研究而逐漸建立起來(lái)的一門(mén)科學(xué)稱(chēng)之為足跡學(xué)。
足跡學(xué)是研究生物活動(dòng)遺跡的一門(mén)學(xué)科，又可以分為現(xiàn)代足跡學(xué)和古足跡學(xué)兩個(gè)分支。前者研究現(xiàn)生動(dòng)物新近形成的遺跡，其中的一個(gè)小分支——足跡鑒定學(xué)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公安系統(tǒng)的刑偵工作。后者則是研究古代的遺跡化石，通過(guò)遺跡化石來(lái)推斷造跡者的生存環(huán)境，以及足跡形成的方式、地點(diǎn)和地質(zhì)年代，足跡與環(huán)境的關(guān)系等。
一談起恐龍，人們就會(huì)聯(lián)想到《侏羅紀(jì)公園》等電影，聯(lián)想到博物館里的恐龍骨骼化石和恐龍蛋的化石，很少有人會(huì)想到恐龍足跡化石。其實(shí)，這些由恐龍腳丫兒“踏”出來(lái)的化石，有著恐龍骨骼化石無(wú)法替代的作用。骨骼化石保存了恐龍死后那些支離破碎的信息，足跡化石保存的卻是恐龍?jiān)谌粘Ｉ钪械木仕查g。這些足跡不僅能反映恐龍日常的生活習(xí)性，行為方式，還能解釋恐龍與其周?chē)h(huán)境的關(guān)系，這些都是古生物學(xué)家夢(mèng)寐以求的寶貴信息。
就像根據(jù)研究罪犯的腳印可以推算出其身高、行走習(xí)慣、年齡……等一系列特征那樣，對(duì)恐龍足跡的研究，也可以推測(cè)出恐龍腳的構(gòu)造、恐龍的類(lèi)型、行走的方式、體重和身高……一系列的信息。成群的足跡還能反映恐龍群居、遷徙的情況，有時(shí)也能反映肉食性恐龍與素食性恐龍之間的爭(zhēng)斗情況，以及恐龍之間的關(guān)系等。更令人興奮的是，通過(guò)對(duì)恐龍足跡的測(cè)量，能按一種計(jì)算公式測(cè)算出造跡恐龍的奔走速度?？铸堊阚E是通往地質(zhì)年代的密碼，可以幫助人們重現(xiàn)白堊紀(jì)時(shí)期地球在沒(méi)有遭受到最后一次大撞擊之前的生態(tài)景象。這對(duì)人們了解自己家園的演變歷程是非常有幫助的。
從數(shù)量上來(lái)看，恐龍一生中行走而留下的足跡要比它的軀體多很多，保留下來(lái)的足跡化石也要比骨骼化石、恐龍蛋化石要對(duì)很多。加上足跡本身所能提供的豐富的生活細(xì)節(jié)，使得越來(lái)越多的古生物學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家都將目光聚焦在了恐龍足跡的研究上。從大的方面看，這些研究也可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是“地質(zhì)派”，將恐龍足跡與三葉蟲(chóng)、龜鱉類(lèi)足跡同等看待，利用這些足跡來(lái)研究一些陸相沉積特征。足跡化石可以提供大量有價(jià)值的古環(huán)境信息，包括古海岸線的位置和形狀、判斷水盆地的方位、淺水沉積區(qū)的絕對(duì)深度和水流方向、以及沉積物的飽和程度，等等；另一類(lèi)是“生物派”，將恐龍足跡和恐龍骨骼看做具有相似地位的、屬于恐龍本身的一種構(gòu)造，利用恐龍足跡來(lái)復(fù)原出恐龍生活時(shí)的細(xì)節(jié)、恐龍動(dòng)物群之間的關(guān)系等。
二、恐龍足跡化石的形成過(guò)程
雖說(shuō)留存于世的恐龍足跡化石要比骨骼化石和恐龍蛋化石多很多，但并不意味著足跡化石的形成和保存是很便當(dāng)?shù)?。這只要和我們自己做一個(gè)比較就知道了。在我們的一生中，要走多少路，留下多少腳印，但有幾個(gè)腳印能夠保留下來(lái)呢？特別是在道路修得越來(lái)越平整和堅(jiān)實(shí)的狀況下，很多人行走了一輩子，估計(jì)也不會(huì)有一個(gè)腳印留存于世。
恐龍足跡的形式條件也是非常苛刻的。在干硬的地面上，恐龍走過(guò)以后只能留下淺淺的印痕，隨之便消失了。如果走在沼澤之類(lèi)過(guò)軟的濕地上，由于濕地含水量較高，流動(dòng)性較大，踩出的腳印會(huì)很快被周?chē)鲃?dòng)的泥沙埋沒(méi)。只有走在適度潮濕的泥沙地面上，在拔腳離開(kāi)之后泥沙不再回填的狀況下，恐龍的足跡才可以形成。
形成的足跡要保留下來(lái)，條件也是很苛刻的。足跡形成以后，如果馬上下雨，或者被水淹沒(méi)，尚未干燥的足跡很快就會(huì)在水中消融。所以，不僅對(duì)地面有要求，對(duì)當(dāng)時(shí)的氣候也有要求。這種氣候要保證在潮濕的地面形成的足跡要一定時(shí)間的干燥過(guò)程，只有當(dāng)保存足跡的地表干燥硬化后，再被后來(lái)的沉積物掩埋，才容易形成化石。因此，在干旱地區(qū)的湖濱、海濱、河濱等沉積環(huán)境中保存足跡的可能性就高一些。
成型并干燥的恐龍足跡，有的還會(huì)被洪水所掩埋。洪水裹挾著泥沙洶涌而來(lái)，這些泥沙很快就充填并覆蓋了這些足跡，并在足跡的上方留下了沉積層。大水退去的時(shí)候水流相對(duì)溫柔，已經(jīng)難以帶走泥沙和足跡層，就這樣填充在恐龍足跡中的泥沙和足跡就像“模”、“范”那樣被保留了下來(lái)，最終演變成巖石。滄海桑田，經(jīng)過(guò)了億萬(wàn)年的等待，這些足跡陸續(xù)被今天的人們發(fā)現(xiàn)了……
由此可知，恐龍足跡化石可分為正型與負(fù)型兩種：正型指下凹的足跡，即恐龍踩下的腳印本身，保存在巖層正面；負(fù)型指凸出的足跡，它保存在巖層的底面?？铸埐瘸龅哪_印如果未被覆蓋，天長(zhǎng)日久變成巖石后，就成了正型腳印。如果腳印被由水帶來(lái)的沉積物所掩埋，形成巖石后，保存凹形足跡的下部巖層又比較軟，它們就容易被風(fēng)化掉，于是在其上層巖層的底面上便會(huì)留下凸出的足跡。這個(gè)凸出的印痕，可以看成是恐龍腳的鑄模，是腳的軟體組織化石。
從上面的分析可以知道，恐龍足跡的形成需要較長(zhǎng)時(shí)間的地表暴曬，使自身得以干燥以便日后成型，但是這對(duì)于恐龍尸體的保存卻極為不利。因此，恐龍足跡和相關(guān)的骨骼化石往往很少在相距較近的同一層位被發(fā)現(xiàn)。
三、考古就像是在做拼圖游戲
關(guān)于遠(yuǎn)古時(shí)期的信息，我們知道的只能是所有信息版圖中一些非常細(xì)小的碎片，根據(jù)這些細(xì)小的碎片來(lái)復(fù)原遠(yuǎn)古景象的過(guò)程，有點(diǎn)類(lèi)似于做拼圖游戲。之所以說(shuō)“類(lèi)似”，是因?yàn)榭梢杂脕?lái)拼湊圖像的“碎片”殘缺了很多，需要在現(xiàn)有事實(shí)的基礎(chǔ)上加上一定的想象，才有可能靠近事物的真相。
就拿恐龍的形象來(lái)說(shuō)吧。十九世紀(jì)中葉，世界工業(yè)革命的先驅(qū)和領(lǐng)導(dǎo)者英國(guó)舉辦了第一屆世博會(huì)，結(jié)束后展館轉(zhuǎn)到倫敦西德納姆鎮(zhèn)的一個(gè)小山上重建新水晶宮。場(chǎng)館設(shè)計(jì)師找來(lái)大英自然史博物館的歐文商議，歐文提議建造一批“遠(yuǎn)古巨龍”的模型來(lái)裝點(diǎn)新水晶宮公園的幾個(gè)小島。局限于時(shí)代，當(dāng)時(shí)的科學(xué)先驅(qū)們不約而同地把恐龍按照現(xiàn)生蜥蜴的形態(tài)來(lái)復(fù)原。比如禽龍就是按照現(xiàn)生鬣蜥身體各部分的比例，然后再“套入”禽龍化石，活著的巨齒龍的主要外表極似現(xiàn)代地球上的巨大的四足哺乳動(dòng)物。不用說(shuō)，這些模型給世人帶來(lái)了強(qiáng)烈的心理震撼，，形成了全世界探究恐龍的高潮，也為恐龍的形象定下了基調(diào)。
恐龍化石的大量發(fā)現(xiàn)，使得人們對(duì)恐龍形象有了新的認(rèn)識(shí)。同樣是在19世紀(jì)中期，美國(guó)古生物學(xué)的先驅(qū)雷迪在將鴨嘴龍的骨骼化石進(jìn)行拼裝的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)鴨嘴龍的前肢短后肢長(zhǎng)，如果組裝成四足爬行的模型，鴨嘴龍走起來(lái)一定是屁股翹得高高的，嘴巴要啃著地面，為了保持平衡不得不費(fèi)力地保持昂頭挺胸。他認(rèn)為英國(guó)人構(gòu)思的恐龍模樣很有可能是錯(cuò)誤的，在苦思冥想之后，大膽提出：鴨嘴龍的外形應(yīng)該和袋鼠相似，是靠后退和尾巴支撐身體的。這是具有劃時(shí)代的推測(cè)，是恐龍從爬行到直立行走這一推測(cè)的發(fā)端。在接下來(lái)的一個(gè)世紀(jì)里，人們逐漸接受了恐龍的這一形象，很多骨骼化石也是如此擺放的。
到了20世紀(jì)70年代，隨著人們對(duì)恐龍骨骼、足跡化石研究的深入，科學(xué)家們?cè)趯?duì)暴龍的研究中發(fā)現(xiàn)，按照袋鼠那樣裝配暴龍的骨骼化石是有問(wèn)題的，沒(méi)有那種生物能夠維持這種筆直的三腳架式的步態(tài)，這種姿勢(shì)將導(dǎo)致脫臼，或數(shù)個(gè)關(guān)節(jié)的松脫。到90年代《侏羅紀(jì)公園》拍攝時(shí)，暴龍有了新的姿勢(shì)——身體與地面接近平行，尾巴平直伸展，以此平衡頭部的重量。
暴龍是否真的就是如此行走的呢？可能還需要更多的證據(jù)。但這探究的歷程，真的就如“拼圖游戲”一般，有很多的謎，有很多的意外，有很多的信息，也有很多的遺憾。越來(lái)越多的新發(fā)現(xiàn)，會(huì)改變現(xiàn)有的圖像，甚至將整個(gè)結(jié)構(gòu)全部打亂，這既需要守成，更需要?jiǎng)?chuàng)新。而正是因?yàn)橛腥绱硕嗟牟淮_定因素，才使得這項(xiàng)工作魅力無(wú)窮。
四、我國(guó)恐龍足跡的最新發(fā)現(xiàn)
邢立達(dá)通過(guò)《恐龍足跡》這本書(shū)，詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外恐龍足跡的研究歷史，足跡化石點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，以及研究恐龍足跡化石需要具備的基礎(chǔ)知識(shí)。透過(guò)這本書(shū)，可以從一個(gè)側(cè)面對(duì)恐龍研究有概況式的了解，豐富我們對(duì)一億年之前的地球世界的想象。
我們國(guó)家的恐龍足跡研究正處在興旺發(fā)達(dá)的階段，近年來(lái)有關(guān)這方面的新發(fā)現(xiàn)也很多。邢立達(dá)在書(shū)中介紹了2010年2月在山東諸城發(fā)現(xiàn)的一個(gè)大規(guī)模的恐龍足跡化石群。在皇龍溝發(fā)掘區(qū)東西長(zhǎng) 50米，垂直深度12米，由南及北52米寬、呈30-35度斜坡分布的區(qū)域內(nèi)，已發(fā)掘恐龍足跡面積達(dá)2600多平方米，形態(tài)各異、大小不一、深淺不同的各種恐龍足跡3000多個(gè)，保存非常完好。除恐龍足跡外，該區(qū)域還完整地保存了白堊紀(jì)時(shí)期的地質(zhì)地層、水波紋理等。
在邢立達(dá)的這本書(shū)完稿之后，我國(guó)的恐龍足跡化石又有了新的發(fā)現(xiàn)。2010年8月份，中美古生物學(xué)者在山東諸城市張祝河灣村發(fā)現(xiàn)了罕見(jiàn)的足跡群，這批恐龍足跡由蜥腳類(lèi)恐龍、鳥(niǎo)腳類(lèi)恐龍與古鳥(niǎo)類(lèi)足跡組成，其中以古鳥(niǎo)類(lèi)足跡尤為珍貴。這批足跡的發(fā)現(xiàn)大大增加了山東省東部恐龍的多樣性。2010年的12月份，中美古生物學(xué)者在山東省與江蘇省交界的馬陵山脈發(fā)現(xiàn)了多個(gè)恐龍足跡群，約60個(gè)足跡分布在至少4個(gè)化石點(diǎn)，這批恐龍足跡隸屬于蜥腳類(lèi)和獸腳類(lèi)兩大類(lèi)。這些新發(fā)現(xiàn)的大量恐龍足跡，在一定程度上彌補(bǔ)了我國(guó)多年來(lái)蜥腳類(lèi)足跡較少的局面，同時(shí)，對(duì)研究該地區(qū)在白堊紀(jì)時(shí)期古生態(tài)學(xué)有著重要意義。
張行的《一條路》又在耳邊響起：“一條路，落葉無(wú)跡，走過(guò)我走過(guò)你。我想問(wèn)你的足跡，山無(wú)言水無(wú)語(yǔ)……”這些中外古生物學(xué)者，正在追尋這條路上億萬(wàn)年前的神秘印記，他們默默無(wú)聞，但帶給我們的，是一個(gè)個(gè)的驚喜和震撼。
《恐龍足跡：追尋億萬(wàn)年前的神秘印記》 邢立達(dá)/著 上海科技教育出版社 2010.8
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