50年前的那位青年地质学者,就是如今已届90高龄的中国地质博物馆研究员胡承志先生。他传奇般发现的那些“四脚蛇”化石,后来被我国古脊椎动物学研究的奠基人杨钟健先生命名为“胡氏贵州龙”(以纪念发现者胡承志先生),隶属于一个叫做“肿肋龙”类的爬行动物类群。这一发现对古生物学和古地理学都具有重要的意义,在世界海生爬行动物研究的历史上占有重要地位。如今,半个世纪过去了,我国的三叠纪海生爬行动物研究再次取得了一系列重要成果。值此纪念“胡氏贵州龙”暨中国海生爬行动物化石发现50周年之际,本文将引领读者跨越2.5亿年的时光,重访黔西南。
半个世纪来,世界三叠纪海生爬行动物化石最为重要的发现
与今天的崇山峻岭截然不同,两亿多年前的贵州西南部地区是汪洋一片,离这里最近的陆地也有上百千米之遥。那是一个在地质学上被称作“三叠纪”的时期,换句话说,就是所谓“恐龙时代”—中生代的最早阶段。但是在那个时期,恐龙才刚刚诞生不久,个体都比较小,完全不是人们印象中的庞然大物。在其他各种各样体型硕大、相貌古怪的爬行动物横行地球的年代,这些后来的王者还只能在阴影和角落里诚惶诚恐地过日子。在三叠纪,地球上的海陆格局与现在完全不一样,世界上只有一块完整的大陆,叫做“泛大陆”。泛大陆在比三叠纪更早的时期开始分裂,此时还没有完全裂开,但是已经分化为比较明显的南北两部分,这两部分之间的海洋在古地理学上叫做“特提斯洋”(现在的地中海就是“特提斯洋”缩小、封闭后的残余),中国华南就处于特提斯洋的东端,而特提斯洋的西端就是现在欧洲的位置。
三叠纪不论在地球历史还是生命历史上都是一个非常重要的时期,其中一个重要原因就是,在那一时期,爬行动物第一次大规模地进入海洋生活。要知道,两栖动物奋斗了亿万年才演化成爬行动物,这一过程的实质就是摆脱水环境的束缚,完全地征服陆地,其标志是在陆地上产卵、繁殖后代。那么,从鱼类开始,脊椎动物经历了千辛万苦才适应了陆地环境,为什么又返回水中生活呢?究竟是哪一类爬行动物率先,还是有很多物种同时进入海洋生活呢?前一个问题似乎不难理解:两栖动物是从淡水环境,例如江河、湖泊中爬上陆地的,而资源丰富的海洋同样具有强烈的吸引力,在物种之间相互竞争的压力下,一些爬行动物开拓新环境,逐渐适应了海洋生活。对于后面一个问题,即“谁?怎样进入海洋?”,我们需要的是证据,而证据主要就来自特提斯洋。换句话说,海生爬行动物起源的线索—化石,就埋藏在欧洲和中国南方的海相地层(海洋环境下形成的地层)中。此外,在泛大陆的西侧,也就是特提斯洋的对岸,现在北美洲的地方,也发现有少量的三叠纪海生爬行动物化石,被称为“东太平洋动物群”。史前海洋中的爬行动物与现在不同,不仅种类更为丰富,而且体形巨大,形状怪异。18~19世纪,西方的博物学家首次发现这些巨兽化石的时候将其称为“海怪”,并作出各种各样古怪的复原。此后,海生爬行动物化石始终是古生物学研究的热点,并强烈地激发着公众的好奇心。
地质学者将三叠纪划分为早、中、晚三个阶段。在我国,这三个时期的海生爬行动物化石都有代表。一般来说,某一地区某一时期的动物化石组合往往以其最为著名的化石产地命名,称为某某动物群。据此,我国的三叠纪海生爬行动物主要可以分为早三叠世远安动物群(湖北)、巢湖动物群(安徽)、中三叠世盘县动物群(贵州)、兴义动物群(贵州)以及晚三叠世关岭动物群(贵州)。此外,我国的此类化石还产于云南、广西和西藏等省区,其中滇、桂两地与贵州的材料基本一致,而西藏则略有不同。在上述动物群中,湖北和安徽的化石种类比较单一,主要包括世界最早的鱼龙类—龟山巢湖龙、肿肋龙类—远安贵州龙,以及当地特产—南漳湖北鳄。相比之下,贵州的化石不仅种类丰富,保存完整,而且数量庞大,可以说是半个世纪以来世界三叠纪海生爬行动物化石最为重要的发现。下面,我们结合50年来的研究历史,按照地层“从上到下”,时间“从新到老”的顺序,也是我们自上个世纪90年代末开始工作的先后顺序,依次介绍我国3个最为重要的三叠纪海生爬行动物群,即关岭动物群、兴义动物群和盘县动物群。
地球上很多地区都有三叠纪的海相地层。但是,由于形成化石的条件极为苛刻,海生爬行动物的化石却并不常见,历史上一些保存完好的标本主要来自欧洲和北美的少数地点。自1957年胡氏贵州龙发现之后,直至1972年,我国先后发现的此类化石包括远安贵州龙、泸西广西龙、邓世三桥龙、宋氏清镇龙、意外兴义龙、湖北汉江蜥、茅台混鱼龙、南漳湖北鳄、龟山巢湖龙和喜马拉雅鱼龙等,这些化石保存大多极不完整,很多属种的分类位置后来都有所变化,或者被视为无效种。此后,我国此类化石的发现、研究与收藏都一直处于停滞状态。直到1998年,这种情况才有了根本的改观。
这一年,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的科研人员获悉我国南方某地发现了一些奇特的动物化石。经多方努力,他们得知化石产自贵州省的关岭县,并收集到一批标本。通过一段艰苦的修理(未经处理的化石都是包埋在外围岩石中的,将化石从围岩中清理出来的过程叫做“修理”。对于贵州的标本而言,由于岩石坚硬,化石边界不清,因而这项工作极为艰巨,并且要在显微镜下进行,精细程度有如外科手术),研究人员惊喜地发现,这是一些我国从未记录过的三叠纪海生爬行动物化石,其种类之丰富,保存之完美,几乎可以与世界上最为著名的此类化石动物群相媲美。至此,继禄丰、自贡、山旺、澄江以及辽西等著名化石地点之后,我国又一个世界级的古生物化石宝库被发现了。