石头里嵌着一个紧紧卷起的螺旋,表面的棱纹一圈圈向外展开。它看上去像蜗牛壳,却来自侏罗纪的海洋:今天必应展示的是菊石化石。

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图片:必应每日壁纸。侏罗纪时期的菊石化石 (© J Nemchinova/Getty Images) · 原始页面

壳不是一间空房

菊石是已经灭绝的头足类动物,与乌贼、章鱼同属这一大类。它有壳,但不能把它看成今天鹦鹉螺的另一个名字。

伦敦自然历史博物馆的菊石介绍解释,它从小壳开始长大,不断在外端建出更大的空间,再用隔板封住旧住处。活着的身体住在最外面的体室,后方留下的是一连串壳室。这些壳室参与浮力调节,使动物能生活在水中,而非背着一块实心重石头。

照片表面的棱纹,不能直接当成内部隔板的数量;要看分室,剖开或扫描的标本更合适。壳室也不是可靠的月历:不能数到十二格,就断言这只动物活了一年。

不少菊石的壳卷成平面螺旋,但这一家族并非只有一种造型。有些卷得松,有些后来伸直,还有形状像打结的种类。辨认化石时,壳形与纹饰都值得看。

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解释图:来历自绘。身体在最外端的体室,旧室通过体管相连;示意展开,不按比例。

排水速度,不能从活鹦鹉螺直接搬给菊石

分室壳后面还有一套生理过程。体管贯穿壳室,参与液体移动;排出液体帮助抵消新壳和身体增长带来的重量。它不等于随时灌水排水、快速升降的潜水艇。

Ward、Greenwald 与 Magnier 的 1981 年实验对活的 Nautilus macromphalus 做连续 X 光观察。九只个体的平均排液速率约为每天总容积的 0.75%,排到一半约需 67 天;结合后续排液速率,作者估计水面条件下完整移除液体约需 135 天。新壳室形成事件之间的间隔,在这些水族箱个体中约为 70—120 天。

这是活鹦鹉螺的实验和估计,不是直接测到菊石排干一间房要多久。鹦鹉螺提供了可研究的参照,但已灭绝菊石的复杂壳结构可能带来不同表现。

Peterman、Ritterbush 等人 2021 年的研究用 3D 打印模型检验另一件事:隔板边缘越复杂,是否越容易靠表面张力留住水?他们比较不同褶皱程度,并加入模拟生物薄膜的亲水涂层,发现复杂边缘通常能保留更多液体,支持浮力管理的解释。论文明确指出,这些模型测的是相对保水潜力,不能还原活菊石壳里精确有多少水,也不能单凭这一实验判定所有褶皱都为同一个功能演化。

一枚化石怎样帮助给岩层对表

菊石分布广,一些类群演化变化快。博物馆的说明指出,地质学家可以借不同菊石组合,把相隔很远的中生代岩层关联起来。这里读的不是“螺旋有多好看”,而是“哪种动物在什么阶段出现”。

化石也不只是一具变硬的身体。自然历史博物馆的化石指南区分身体化石和遗迹化石:脚印、洞穴等活动痕迹,同样可以留下古代生命的证据。壳体被掩埋后,能以不同方式保存;不能只凭这一张照片,确定它经历了哪种矿物替换。

美国国家公园管理局将 2026 年国家化石日定在 10 月 14 日,星期三。这个日子提醒人们看见化石的科学价值,也保护它们所在的背景。

下次去自然博物馆,找一枚菊石剖面,对照完整外壳:哪边是身体最后住的体室,哪里开始分成小室?也可以试试博物馆的盐面团菊石活动,把自己观察到的壳形和棱纹做出来。模型是观察笔记,不能代替真实化石。