【古生物大小事】李世緯／誰會變成化石

圖／和平製品
高中國文課多少讀過一點《史記》，《史記》中的〈本紀〉、〈世家〉、〈列傳〉記載皇帝、王侯、大臣及重要人士的生平事蹟。透過史書來看世界，應該不會有人單純地認為，古代世界全由這些有名有姓的皇族朝臣刺客們組成；同樣的道理，透過化石來看地質，我們是不是也不應該想像一個天空都是翼手龍，海裡都是三葉蟲的遠古世界？史書與化石都只記錄了整體中的一小小部分，遺漏的才是絕大多數。研究顯示，每十億塊脊椎動物骨骼只有一塊會變成化石，如果真的是這樣的話，那形成化石的機率大概遠低於被司馬遷寫進《史記》當中。問題是，誰會變成化石？哪些生物比較有可能會形成化石？
 
從化石看世界絕對是一個不均勻的世界，有些類別的化石頗為常見，如珊瑚、貝殼等，屬於野外等級；有些尚屬可能，如三葉蟲、恐龍等，屬於珍藏或博物館等級；有些類別則是極端稀有，甚至絕對不可能存在，屬於理論等級。從化石建構出來的世界明顯是一個選擇過的世界，想要精確（一點）地還原，了解這個選擇的機制就變得非常重要。
 
化石候選人有幾個條件
化石最簡單的意義就是存在久遠，如果想要在一百、一千、一億年之後還繼續存在，最基本的要求就是要在這段時間裡面得盡可能地不受打擾。所以，化石形成的第一要素，是「一個寧靜的環境」。自然界會打擾或毀壞生物遺體的因素很多，首先就是掠食者，畢竟生物的身體組織對其他生物而言是非常珍貴的食物來源。除了巨型生物的啃食之外，微型生物對遺骸的破壞也不容小覷（這個過程我們習慣稱之為「腐爛」）。也就是說，生物死亡之後如果能夠迅速埋入深層且穩定的岩層中，將會是成功的第一步。「深海」是一個符合以上條件的特殊環境，除了寧靜穩定，那裡還有持續不斷新增的沉積物，再加上生物稀少、含氧量低、水壓高、陽光缺乏……現在，回到前面的問題：誰會變成化石？正是那些生活於深海，或者容易進入到深海區域的生物；事實上，被發現的化石中，深海生物也真的占了很大一部分。
 
化石形成的第二要素，與「水」有關：化石其實是生物身體經過礦物侵入，並且替代過後的產物，這個「石化」的過程必須經歷一連串的化學反應，即結晶反應，而反應非得有水當媒介不可。因此，雖然說乾燥的環境在最開始的階段有利於生物遺體的保存，但就長時間尺度而言，脫水後的組織終究是不可能維持長久。所以，另一個形成化石的條件，就是必須在含水的環境中；這裡的水可以是大洋深川的那種完全水域，也可以是埋藏在碎石岩縫中的地下水。反過來說，陸地環境生態，或適應乾燥環境的生物，牠們最終形成化石的機率普遍偏低。太多的例證顯示，即使是純陸地的生物，也是掉到水裡後才僥倖變成化石的。
 
最後一點大概也是最容易想像的一點：大型或身體擁有堅硬骨骼的生物，確實比較容易變成化石。畢竟身體中堅硬的骨骼有維持體型的功能，那些硬殼也順便提供了礦物結晶的場域，讓石化的過程能忠實地記錄下億萬年前的點點滴滴。隨著科技的前進，科學家能夠從這些內外骨骼化石中分析出來的資訊愈來愈豐富，包括古生物所處的環境溫度、氧氣濃度、營養來源以及壽命等等。
 
沒有這群人，它終究就只是一塊石頭
關於「化石稀少」的原因，還有一點也很重要－－也許是最重要的。化石形成之後，還有賴獨具慧眼的化石獵人，如果沒有這群人，化石終究只是一塊石頭罷了。然而，廣闊無邊的地球表面，包含陸地與海洋，還有太多地方尚未被人類仔細端看過呢。
 
誰會形成化石，哪種生物死掉之後容易變成化石，除了跟那個主人的天生條件有關，也跟牠的後天環境有關。古生物學家想要得出數萬年前的整體面貌，絕對不能忽略那些也許永遠不會形成化石的生物，就像史冊中絕對不會記載的升斗小民一樣，歷史才是他們推動的。
 
原文轉載自【聯合新聞網】
https://udn.com/news/story/12663/6040480