琥珀,带你穿越至远古的宝石


发布时间:2019年11月05日 文章出自:用户投稿 作者: 田庄 

标签: 世事杂谈   昆虫照片   社区推荐   

撰文:田庄  摄影:袁稷  审阅:蔡晨阳,邢立达,王硕

琥珀,也称虎魄,在传说中是一种由老虎魂魄结晶而成的宝石。数千万年的时光冲刷洗礼,让它绽放出神秘而温润的光芒。它的神秘与美丽,让世人赋予了许多传奇色彩,甚至于有一种颜色,是直接以琥珀命名的。

从东半球的中国辽宁,到西半球的美国新泽西,从冰天雪地的阿拉斯加到雨水丰沛的墨西哥,地球上有很多地方蕴藏着琥珀的矿脉,它们形成的年代和地理位置不同,其内含物的多样性也是大相径庭,植物来源也大不相同。比如多米尼加琥珀是大约是在1600万到2000万年前形成的,这是一种豆科类的树脂化石,在其中往往是蚊子与蚂蚁一类,与现生种相似。而波罗的海琥珀则是4000万年左右,是松柏类的树脂化石,内容物往往也是蚊蚁类,世人常言的蜜蜡,也更常见于此类地区。缅甸的琥珀则是形成于9900万年前的白垩纪中期,这种由南洋杉木形成的树脂化石中,蕴涵着曾和恐龙生活在同一个时空的昆虫和节肢类动物。

从上亿年到一两千万年这样一个连贯的时间线,及其被凝固在琥珀中的奇妙的内含物,让科学家们研究和探讨生物的演变,地球古环境的变迁有了更加连贯的化石证据。比起我们常见到岩石中保留的古生物化石来说,琥珀的优势非常明显。由于岩石中的化石会因挤压而发生形变,展现出来的几乎都是平面2D的状态。但是琥珀不一样,它是世界上极少数能够立体保存生物三维全貌的化石种类。而且琥珀清晰立体的保留了生物体精细的结构特征,比如昆虫密集的复眼结构,或是翅膀上细致的纹理(翅脉,昆虫分类学中重要的区分特征)还有很多传统石质化石保留不了的软组织也能在琥珀中得以体现,它甚至能捕捉到昆虫的远古行为活动,比如交配,伪装,产卵等,这有利于科学家了解这些动物行为的起源。

图为蕈蚊和寄生虫。琥珀化石记录了这只9900万年前的螨虫吸食宿主营养的寄生行为

另外,科学家们利用最新的技术和仪器对琥珀中的内含物进行断层扫描,通过分析,我们能观察到昆虫内部的肌肉组织,以及许多体外器官的内部结构。这些都是前所未有的进展,虽然说琥珀的研究已经有几十年的时间,但科技的发展总能让琥珀在生命科学领域的研究扮演越来越重要的角色。

假设有一个科学家是从研究普通沉积岩化石转到研究琥珀化石,它的感觉就会像是从看黑白默片切换到HD高清环绕声一样,而这也赋予了琥珀在科研上特殊的地位。

图为角蝉。
一只在琥珀中保存的非常完好的角蝉

在过去相当长的一段时间里,琥珀及其包含的内含物并未有过很好的被大众所接纳。其中一个很重要的原因就是琥珀内含物的标本非常微小,这限制了普通观众了解和观察其中细节的可能性,只有很少一部分收藏家能够通过熟练使用体式显微镜来感受这些微观的“大千世界”。那么,通过现代的光学仪器是否可以打破这中间的体验壁垒呢?如果有一种方式能把琥珀里蕴含的微观世界用肉眼可见的方式进行表达,是不是会给人们带来不一样的自然科普体验呢?这些问题都说明了:琥珀的拍摄,是让公众了解琥珀知识的关键。

而现在,有越来越多的摄影师运用最先进的光学设备,加上景深叠加的方式来拍摄一些极为微小的物体。其中,来自上海世博会博物馆的袁稷就把他的拍摄重点放在了琥珀中含有的有趣内含物上,他的摄影作品让我们有幸一览这千万年前的世界。

图为蜚蠊。

 一种蜚蠊(琥珀产地:缅甸) 蜚蠊目:Blattodea 蜚蠊科:Blattidae

蜚蠊,又名蟑螂。其祖先可以追溯到距今4亿年前,是一种非常古老的昆虫。与我们所熟知的不同,平常生活中见到的蟑螂其实只是这蜚蠊科的极个别品种,它们大多数生活在野外,以各种有机物为食。但它们有个共同的特点就是对环境有着超凡的适应能力。另外,蟑螂属于渐变态昆虫,不需要经过幼虫,蛹的,到成虫的进化,它们从卵鞘中生出来的时候就是小蟑螂了,通过不断蜕皮最终长成成体形态。其实在这只蟑螂生活的白垩纪,曾出现过很多掠食性的蟑螂种类,它们类似今天的螳螂,以捕捉其它的小型生物为食。可惜到了新生代,所有的掠食性蟑螂种类已经完全的灭绝,我们无缘再见到它们的身影。


 

恐龙羽毛AB面


 

恐龙羽毛特写
恐龙羽毛特写
恐龙羽毛特写
恐龙羽毛特写

恐龙羽毛(琥珀产地:缅甸) 兽脚亚目 Theropoda 虚骨龙科 Coeluridae

在2016年,一篇刊登在权威学术期刊《当代生物学》中的论文引起了全世界的关注:中国和加拿大的科学家首次在琥珀中发现了一段带有羽毛的恐龙尾部。在此之前,恐龙化石从未以如此鲜活的方式保留下来;一根根丝毫毕现的羽毛让人类第一次能深度了解恐龙羽毛的形态特征。照片中所呈现的这个羽毛标本,正是由论文的中方撰写人,来自中国地质大学(北京)的邢立达副教授亲自确认过的虚骨龙类羽毛。和鸟类羽毛不同的是,恐龙羽毛具有非常纤细的羽轴,互生的羽枝,以及发达的羽小枝。拥有这些特点其实并不适合飞翔,科学家们猜测这可能起到保温和展示的作用,这为人们了解羽毛的演化提供了更加充足的化石证据。

图为露尾甲

一种露尾甲科昆虫(琥珀产地:缅甸) 鞘翅目 Coleoptera 露尾甲科 Nitidulidae

露尾甲因为其鞘翅没有覆盖整个腹部,有腹部的背板外露而得名,其发达的上颚也是其标志性的特征之一。由于它摄取腐败植物的食性,经常活动于森林底层以及受伤的树木周围。在缅甸琥珀中算是一种比较常见的甲虫。

图为豆科植物

疑似豆科植物的花瓣(琥珀产地:多米尼加)

这两片罕见的花瓣来自于多米尼加琥珀,它们应该来自于分泌琥珀树脂的一种豆科植物花朵。在多米尼加琥珀形成的中新世(Miocene),被子植物已经不是什么新鲜的话题,植物的分布也和如今的热带雨林没有太多区别。但是历经千万年的变化,很多物种已经相继灭绝,根据琥珀化石的证据,分泌琥珀树脂的这种孪叶豆就和现今在南美发现的孪叶豆树种是存在区别的,也就是说,分泌多米尼加琥珀树脂的植物已经灭绝。

图片为被子植物

一种被子植物(花)(琥珀产地:缅甸)

缅甸琥珀所形成的白垩纪,是动植物演化史上重要的节点。在这个时期,称霸地球一亿五千万年的恐龙走到了它们历史的最后篇章,而在植物界,被子植物也结束了与裸子植物的长期竞争关系,花朵和果实的优势越来越明显,它们将代替裸子植物成为地球上最繁盛植物类群。图片中的花便是缅甸琥珀中最具代表性的被子植物,虽然花部结构相对比较简单,但它已经具备了一朵花应该有的许多特征。

图为蕈蚊)

一种蕈蚊(琥珀产地:多米尼加) 双翅目 Diptera 蕈蚊总科 Mycetophiloidea

蕈蚊可以说是琥珀中最常见的昆虫了,它们是双翅目长角亚目中的一员,和我们常见的蚊子不同的是,它们通常以一些腐败的植物或者真菌为食。在琥珀中,它们经常成群出现,生物多样性丰富,记录有多个不同的科和属。

切叶蚁
切叶蚁
切叶蚁

切叶蚁(琥珀产地:多米尼加) 蚁科 Formicidae  切叶蚁亚科 Myrmicinae

切叶蚁是多米尼加琥珀中非常多的一个类群,大约可以占到这个产地中所有蚂蚁化石的三分之二,是一种具有特殊社会行为的昆虫。很多人认为带有翅膀的蚂蚁是单独一个种类,其实不然,当一个种群中的蚂蚁到达一个数量时,蚁后便会产下具有繁殖功能的雌性和雄性繁殖蚁,这些蚂蚁不负责种群内的工作事务,它们的目标就是在合适的气候条件下飞出巢穴进行交配,然后找到合适的地方建立新的种群。

刺胸象甲
刺胸象甲

 刺胸象甲(琥珀产地:多米尼加) 鞘翅目:Coleoptera  象甲科:Curculionidae

象甲也称象鼻虫,顾名思义,它们有着像大象一样长长的鼻子,而这其实是它们突出的喙。触角从喙部发出,体表通常具有鳞片,以植物为食。由于象甲的力量很大,这让他们有足够的力量从粘稠的树脂之中挣脱,这也是它们在琥珀中较为少见的原因。

白蚁
白蚁
白蚁

白蚁(琥珀产地:多米尼加)蜚蠊目: Blattodea  白蚁科:Termitidae

与很多人所想的不同,白蚁并不是一种蚂蚁。在分类学上,白蚁归属于我们之前介绍过的广义的蜚蠊目。也就是说,白蚁其实就是一类特殊的具有社会性的蟑螂。从演变时间上来说,白蚁相对于蚂蚁来说要进化也相对早些。在白垩纪中期,蚂蚁的社会行为还没有充分建立,有些蚂蚁蚁后有时还需要独自出巢觅食的时候,白蚁的社会行为已经比较成熟。
 

以上学术文字由蔡晨阳(中国科学院南京地质古生物研究所)、邢立达(中国地质大学(北京))、王硕(青岛科技大学)审阅

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