消失的螺旋——菊石
消失的螺旋——菊石
作为一名化石爱好者和相关从业人员，对曾经遍布海洋的菊石并不陌生，但却从未真正地了解过它们。直到2023年的一天，应邀前往浙江建德李家镇，观摩了当地的乡村化石馆，里面形态各异的菊石让他颇感震惊，由此便对菊石这种古老的头足动物产生了极大的兴趣。
乡村化石馆内与菊石化石的合影
什么是菊石？
菊石是软体动物门-头足纲里的一个亚纲，和现代的鹦鹉螺、鱿鱼、墨鱼等生物是“远房亲戚”。菊石以壳为盾，以触和喙为矛，再加上它们强大的繁殖能力，使它们曾经广泛地分布在海洋的各个角落，成为不可小觑的一方势力！
乡村化石馆内展示的大型菊石化石
菊石生活年代
目前已有的化石证据显示，菊石最早出现在古生代的泥盆纪初期（距今约4.11-4.16亿年），直到白垩纪末期（距今约6500-7000万年）全部灭绝，足足存在了3亿多年，可以说是地球上演化非常成功的物种之一。
国际地质年代表（图片来自于网络）
菊石繁多的种类
科学家们把菊石分成了8个不同的品种：
- 无棱菊石目/似古菊石目（Anarcestida）
- 海神石目（Clymeniida）
- 棱菊石目（Goniatitida）
- 前碟菊石目（Prolecantitida）
- 齿菊石目（Ceratitida）
- 叶菊石目（Phylloceratida）
- 弛菊石目（Lytoceratida）
- 菊石目（Ammonitida）
头足动物大家族的简易树状图
皮克泰《古生物学》第二版（1853-1857 年）中的一些异形菊石（图片来自于网络）
菊石生长阶段
菊石幼年期大多过着随波逐流的漂流生活，成年后有的选择在浅海底栖，有的则在深水大陆架区漫游生活。值得一提的是，菊石和很多有壳软体动物一样，幼体和成体的外壳，可能完全不同，这也导致早期很多科学家把同一品种在不同生长时期的个体，认为是多个不同的品种。
菊石不同生长阶段的示意图
菊石名称的由来
菊石之所以被称作菊石，正因其表面有着酷似菊花叶子般的花纹，而这个花纹就是菊石能够遍布海洋的成功秘诀。
菊石缝合线图
菊花叶子对比图
该花纹的正式名称应该叫：缝合线。
缝合线是隔壁与壳壁的接触线，一般需要去除掉菊石的外壳才能看见。菊石的缝合线因其品种及生长阶段的不同而呈现不同的花纹，最早出现的菊石缝合线较为简单，而后随着不断演化，缝合线变得复杂精美，复杂的缝合线可以大大增强其壳体结构的牢固程度，以承受更大的海水压力潜入深海，为其带来了更大的生存优势。
古生物学教材图（图片来自于网络）
缝合线变化图（图片来自于网络）
菊石的内部结构
菊石的壳体由住室和气室组成，在菊石生长过程中，它的软体外围部分会分泌碳酸钙，使它的壳不断生长、扩大，它的后缘部分也会定期地分泌碳酸钙，形成横向的曲面“隔壁”，这些隔壁将壳体分为若干“房室”，它居住的最外最大的房室称为“住室”，以往居住而被逐一废弃的房室则称为“气室”，气室之间通过一根“体管”相连通，科学家推测，菊石可以通过这一根小的管子往气室中注入空气或灌水来控制自身的浮沉。
古生物学教材图片（图片来自于网络）
菊石的天敌
菊石的祖先角石，曾是奥陶纪时期的顶尖掠食者，打遍海洋无敌手的存在，可是在经历了奥陶纪末大灭绝之后，角石家族就再也没有了昔日顶尖掠食者的荣光，它们的后代菊石家族也不例外。
繁殖能力强，分布区域广泛，数量庞大的菊石是大型食肉动物最喜欢的食物，甚至有不少物种为了更好地捕猎菊石，演化出了许多专业的“对菊武器”，如：二叠纪的旋齿鲨，通过旋齿将菊石的软体快速扯出；白垩纪的球齿龙，用如同锤子一般的圆球形牙齿，直接粉碎菊石外壳。
二叠纪旋齿鲨下颌牙化石
白垩纪佩姆比海王龙“布鲁斯”捕食菊石 劳尔·马丁绘制
白垩纪佩姆比海王龙“布鲁斯”捕食菊石 劳尔·马丁绘制
左侧具有圆孔状咬痕的斑彩螺
菊石趣闻
对于生物间个体大小的比较，一直是人们热衷的话题，菊石也不例外。大家不妨猜猜看，最大菊石有多大？没错，最大菊石只有1cm。
最大菊石假想复原图
最大菊石的外形几乎是球形，外表光滑，只有两个旋环，它们生活在晚石炭世，是假海乐菊石科-最大菊石亚科下的一个单型属，这个科的菊石缝合线齿菊石型，壳面具有显著的横肋和沟，横越腹部而不中断。
当然玩笑归玩笑，事实上目前已知的最大菊石是：塞彭拉德副普若斯菊石Parapuzosia seppenradensis，1895年发现于德国,直径有1.8米,估计完整个体直径可达到2.5米，目前仍保存在威斯特伐利亚自然历史博物馆。
成年男子与塞彭拉德副普若斯菊石的合影
威斯特伐利亚自然历史博物馆实物标本
结语
化石作为地球历史的“记录者”，让我们得以窥见地球数十亿年的演化历程和生物多样性的变迁。菊石作为众多古生物的一员，它的兴衰只是这历史长河中的一个缩影，这些变化不仅与生物本身的适应性有关，更与地球环境的变迁密不可分。
随着工业化和现代化的进程加速，人类活动对地球环境的影响越来越大。温室效应、环境污染、生物栖息地破坏等问题日益严重，给地球的生态平衡带来了极大的威胁，而我们作为当今地球上最繁荣的物种，有责任也有义务去保护好我们唯一的家园——地球。
本文原文来自中国化石网
参考文献：
[1]https://www.deviantart.com/galarianseaforms/art/children-of-plectronoceras-1021283734
[3]https://www.quanjing.com/imgbuy/QJ8185205949.html
[4]https://www.veer.com/photo/351898142.html
[5]https://boneclones.com/product/whorl-tooth-shark-teeth-in-matrix-KO-001
[6]https://www.nationalgeographic.com/science/article/buzzsaw-jaw-helicoprion-was-a-freaky-ratfish
[1]https://artsandculture.google.com/asset/tylosaurus-canadian-fossil-discovery-centre/JQHDoTuHpGX1hw
[8] https://www.fossilera.com/pages/what-is-the-large-ammonite-ever-found
[9] https://www.fossilera.com/pages/what-is-the-large-ammonite-ever-found
（2024年地球科学科普作品大赛获奖作品）