X光掃描技術(shù)揭示菊化石內(nèi)部細(xì)節(jié)

文章提交者：ovo
　　如果要問(wèn)一些人最喜歡什么化石，他們一定會(huì)說(shuō)是菊石。這些像魷魚(yú)的遠(yuǎn)古動(dòng)物的螺旋形化石，是很多小孩子都有的巖石收藏品。現(xiàn)在《科學(xué)》雜志公布的一些非常精美的X光圖，可能有助于我們更好地了解這種動(dòng)物的生活方式，甚至是它們滅絕的原因。

　　菊石是一種很成功的動(dòng)物，它們?cè)诤Ｑ罄锷盍?.5億年后，才隨恐龍一起走向滅絕。法國(guó)和美國(guó)研究人員組成的一個(gè)科研組，利用法國(guó)格勒諾布爾的法國(guó)歐洲同步輻射設(shè)備(ESRF)獲得這些照片。這些圖片展示了在美國(guó)南達(dá)科塔州貝爾富什發(fā)現(xiàn)的3個(gè)菊石樣本的口器。這些化石其實(shí)來(lái)自于一種筆直的桿狀菊石，即桿菊石，不過(guò)這一發(fā)現(xiàn)結(jié)果適用于多種菊石。

　　這些圖像的意義非常重大，因?yàn)樗鼈冿@示了這些史前海洋無(wú)脊椎動(dòng)物的攝食習(xí)性。盡管菊石化石很多，它們幾乎“一文不值”，但是這些化石隱藏著一些有關(guān)現(xiàn)有動(dòng)物的生態(tài)關(guān)系的秘密。巴黎國(guó)家自然歷史博物館的伊莎貝爾·克魯塔解釋說(shuō)：“菊石是圖標(biāo)性化石，我們都知道它們，但我們擁有的有關(guān)這種動(dòng)物的數(shù)據(jù)卻非常少。我們有它們的殼，但是除此以外，其他都是推測(cè)。”

　　現(xiàn)在沒(méi)有菊石的直接對(duì)應(yīng)物，因此很難確定它們?cè)谶h(yuǎn)古食物鏈中所處的位置。但是克魯塔和她的同事進(jìn)行的分析顯示，菊石可能吃漂浮在水里的小生物體，例如浮游動(dòng)物、微小的甲殼類，甚至是其他小菊石。該科研組在一個(gè)菊石樣本的嘴巴里發(fā)現(xiàn)的殘留物，位于菊石的頜骨和齒舌之間，可能是這個(gè)動(dòng)物最后吃的東西。該科研組認(rèn)為，如果浮游生物是菊石食物的主要來(lái)源，這將有助于解釋為什么它們會(huì)在6500萬(wàn)年前突然滅絕。

　　對(duì)恐龍滅絕產(chǎn)生很大影響的小行星或彗星撞地球，可能也對(duì)海洋里的浮游生物造成嚴(yán)重破壞。食物來(lái)源枯竭一直是決定生物生存的關(guān)鍵因素，浮游生物的減少把菊石推向滅絕的邊緣。克魯塔說(shuō)：“幾乎所有科學(xué)團(tuán)體都認(rèn)為菊石是食肉性動(dòng)物，但是我們并不清楚它們都吃些什么。人們拍到它們捕魚(yú)或吃蛤的畫(huà)面。但是我們發(fā)現(xiàn)，它們不會(huì)吃較大、較硬的獵物，它們也不能把肉撕碎。”

　　研究人員表示，菊石是頭足綱動(dòng)物，現(xiàn)有的它們的最近近親是魷魚(yú)、章魚(yú)和烏賊等動(dòng)物。雖然現(xiàn)在的鸚鵡螺看起來(lái)很像菊石，但事實(shí)上它與菊石的關(guān)系更遠(yuǎn)。鸚鵡螺擁有更加有力的嘴部結(jié)構(gòu)，可以吃掉多種多樣的食物。這個(gè)事實(shí)也在一定程度上說(shuō)明了為什么現(xiàn)代鸚鵡螺的祖先會(huì)在太空隕石撞擊地球后幸存下來(lái)，而菊石卻不能。從泥盆紀(jì)早期菊石(大約4億年前)出現(xiàn)開(kāi)始，它們經(jīng)歷了爆炸式多樣化發(fā)展。現(xiàn)在根據(jù)化石記錄得知，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的菊石種類已有數(shù)千種。

　　地球史上出現(xiàn)這么多種菊石，意味著地質(zhì)學(xué)家可以把它們當(dāng)作測(cè)定年代的工具，如果一塊巖石含有一種特定的菊石化石，則說(shuō)明那塊巖石一定出現(xiàn)在與這種菊石相應(yīng)的特定年代。歐洲同步輻射設(shè)備率先對(duì)這種古生物樣本進(jìn)行了X光研究。這種設(shè)備產(chǎn)生的高能超強(qiáng)X光幾乎能穿透任何材料，顯示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。采用這種方法的好處是它不具有破壞性，不用切開(kāi)化石就能獲得想要的信息。

　　X光微斷層掃描數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)非常詳細(xì)，它們可以轉(zhuǎn)化成3D形式，在電腦上進(jìn)行操作。這些數(shù)據(jù)甚至能上傳到打印機(jī)上，制成超大模型，科學(xué)家可以利用它們重建解刨學(xué)特征的同心性，因?yàn)樵谧兂苫倪^(guò)程中，這些特征可能會(huì)被打亂。例如，克魯塔利用一片15厘米長(zhǎng)的塑料印刷一顆舌齒，用來(lái)驗(yàn)證藏在化石里的2毫米長(zhǎng)的真正舌齒。

　　歐洲同步輻射設(shè)備的保羅·塔弗瑞尤博士說(shuō)：“我們通過(guò)研究可以想象出，齒舌是由50排牙齒組成的一個(gè)帶狀物，每排有9顆牙齒，有些牙齒有多達(dá)17個(gè)尖頭。它們看起來(lái)就像把梳子。我們?cè)谄渲幸粋€(gè)樣本里發(fā)現(xiàn)它最后吃的東西。化石保存完好意味著菊石的頜骨和齒舌還處于原來(lái)的位置，我們甚至能在它的嘴巴里看到它正在吃的浮游動(dòng)物，其中一個(gè)被它切成了兩截。你甚至能看到它的內(nèi)臟。”

　　有關(guān)菊石的小知識(shí)：

　　菊石是可以自由自在游泳的軟體動(dòng)物，曾生活在遠(yuǎn)古海洋里長(zhǎng)達(dá)幾億年。

　　它們生活在大約4億到6500萬(wàn)年前。

　　菊石有數(shù)千個(gè)種類，地質(zhì)學(xué)家把它們當(dāng)作測(cè)定巖石年代的“標(biāo)準(zhǔn)”化石。

　　菊石的殼相當(dāng)于一個(gè)浮箱，它們借助外殼，可以在水里自由上下。

　　在人們還不了解菊石的中世紀(jì)，人們把這種化石看成是“蛇石”，認(rèn)為它們能治好蛇咬傷。