澄江化石——藏着生命密码的世界自然遗产

蓝海

<p class="ql-block">在滇中澄江的帽天山下,藏着地球最古老的“生命密码”。这里是中国首个、亚洲唯一的化石类世界自然遗产,一块块沉睡5.18亿年的岩层,镌刻着寒武纪生命大爆发的壮阔史诗,让每一位造访者都能亲历一场跨越亿万年的时空对话。</p><p class="ql-block">澄江帽天山风景区的保护区总面积为18平方公里,其中核心区面积1.2平方公里,世界遗产提名地范围约5.2平方公里。</p><p class="ql-block"><br></p> <p class="ql-block">澄江动物化石群博物馆旧馆 位于帽天山半山腰,是早期化石展示场所,规模小、展陈较基础,以化石标本静态陈列为主,主要用于早期科普与科研辅助。随着遗产价值提升,功能逐渐被新馆替代,现多作为遗址展示与科普辅助点。</p> <p class="ql-block">澄江动物群首发点</p> <p class="ql-block">澄江化石地世界自然遗产博物馆(新馆)位于市澄江市右所镇环湖北路寒武纪大道14号 。它在右所镇矣旧社区附近的半山上,澄江寒武纪小镇北,距离市区约15公里 。2020年8月开放,占地约200亩,主馆建筑面积4.2万㎡,展览面积1.8万㎡,2024年获评国家一级博物馆 。 馆藏:标本6万余件,含澄江生物群化石5万余件,100+古生物高仿真模型、200+科普视频、10+互动展项。</p> <p class="ql-block">展厅: 一层“生命大爆发”:化石墙、LED生态链、VR/AR复原寒武纪海洋生态。 二层“生命大演化”:地质年代轴呈现海陆演化,含恐龙化石、早期哺乳动物标本。 三层“生物多样性”:贝林厅展美洲/非洲生态。</p> <p class="ql-block">这面岩石墙,它展示的是埋藏澄江化石的真实地层。这些层层叠叠、像书本一样的岩层,叫做帽天山页岩。透过斑驳的岩层,能找到不少化石痕迹。</p> <p class="ql-block">墙上这个位置,就是一块保存精美的三叶虫化石。三叶虫是寒武纪的标志性物种,也是全球范围内最广为人知的古生物之一。</p> <p class="ql-block">旁边这块是纳罗虫化石,纳罗虫是澄江生物群发现的第一个物种,具有里程碑式的意义。再往前,还能看到抚仙湖虫等化石。五亿多年前,澄江这片土地还是一片浅海。地球生命遵循着从水生到陆生的演变规律,当时这些生物都生活在海洋里。在一场突如其来的地质灾害中,它们被泥沙迅速掩埋、窒息死亡,经过五亿多年的地质变迁,最终形成了我们今天看到的化石。而当年的海底,也在地质运动和地壳抬升后,变成了如今的山脉。</p> <p class="ql-block">展厅1</p><p class="ql-block">生命大爆发</p><p class="ql-block">走进展厅,首先映入眼帘的是一幅中国地图,上面标注了60个点位,代表中国现有的60处世界遗产。其中云南省有6处,我们所在的澄江化石地,是中国首个、亚洲唯一的化石类世界自然遗产,它的申遗成功填补了中国在世界自然遗产类别上的空白,全球范围内这类遗产仅有13处。</p> <p class="ql-block">说起澄江生物群的发现,要追溯到百年前的线索。1909年,因修建滇越铁路,两位法国地质学家来到澄江开展地质考察,留下的记录中首次提及澄江存在寒武纪地层。</p> <p class="ql-block">1938年,中山大学迁至澄江办学一年多,师生们在靠近帽天山的区域发现了三叶虫化石,可惜当时条件艰苦,未能开展深入研究。</p> <p class="ql-block">1984年,南京古生物研究所的研究员侯先光教授来到澄江。当年6月,他为完成毕业论文,专程到这里寻找高基虫化石。经过半个月的辛苦工作,在7月1日这一天,他于帽天山的西坡,意外发现了一块保存着软躯体的纳罗虫化石。这个发现轰动一时,这是亚洲首次发现寒武纪具有代表性的软躯体动物化石。同一天,他还发现了撒拉虾虫和尖峰虫化石,这直接证明了澄江地区寒武纪动物化石的丰富性。</p> <p class="ql-block">这份复印件,就是侯先光教授当时的工作笔记。他的发现,打开了研究地球生命演化的全新窗口,也让中国在早期生命研究领域跻身世界前沿。有趣的是,侯教授当时本是来找高基虫,却阴差阳错发现了纳罗虫。他最初对纳罗虫并不熟悉,还专门把化石形态画下来寄给老师请教,这才正式开启了澄江寒武纪动物化石的系统发掘工作。</p> <p class="ql-block">下方陈列的是2003年由陈均远、侯先光、舒德干三位教授共同完成的“澄江动物群与寒武纪大爆发”课题,荣获国家自然科学一等奖。这个奖项含金量极高,在没有重大科研成果的年份,甚至会空缺不颁。这三位教授,都是我国早期生命研究领域的领军人物——侯先光教授如今在云南大学古生物专业任教,陈均远和舒德干则是中国科学院院士。</p> <p class="ql-block">这个沙盘模型,展示的是澄江化石地的核心保护区范围与保护模式。为了守护这份亿万年的遗产,各级政府采取了一系列措施:设立世界遗产保护区、建立国家地质公园和云南省自然保护区。模型上亮灯的区域,都是化石的首次发现地,整个保护区的核心就是帽天山。2001年,以帽天山为核心的18平方公里区域,被列为国家地质公园;亮灯范围外的区域,分别属于缓冲区和实验区。</p> <p class="ql-block">现在的博物馆,选址紧邻遗址地,又靠近抚仙湖。计划在此打造以化石文化为核心的特色小镇,目前已建成部分区域。博物馆里展出的600多块化石,全部发现于澄江。</p> <p class="ql-block">藻类</p> <p class="ql-block">海绵</p> <p class="ql-block">锥形原始管虫</p> <p class="ql-block">圆桶帽天山虫</p> <p class="ql-block">中华微网虫</p> <p class="ql-block">奇虾</p> <p class="ql-block">长尾纳罗虫</p> <p class="ql-block">三叶虫(莱德利基虫)</p> <p class="ql-block">宽跨马虫</p> <p class="ql-block">异形网面虫</p> <p class="ql-block">延长抚仙湖虫</p> <p class="ql-block">耳形等刺虫</p> <p class="ql-block">朵氏昆明虫</p> <p class="ql-block">迷人林乔利虫</p> <p class="ql-block">东方日利水母贝</p> <p class="ql-block">澄江小舌形贝</p> <p class="ql-block">楔形古虫</p> <p class="ql-block">澄江生物群至今发现和记录的化石有20多个门类,281种,几乎涵盖动物界的所有的现生门类和已绝灭门类。澄江生物群不仅化石种类丰富,数量众多,而且保存了大量地球最早的软躯体动物化石,展现了5.18亿年前海洋生物的完整面貌。澄江化石地是研究地球早期生命演化、生物多样性起源、寒武纪早期生物结构和发育的重要化石地,被誉为“现代生物演化树之根”,是“20世纪最惊人的科学发现之一”。</p> <p class="ql-block">世界范围内,知名的早期生物群有三处。第一处是澳大利亚的埃迪卡拉生物群,距今约5.6亿年,属于前寒武纪。这里的生物体型比澄江生物群更大,但研究发现,它们缺乏运动、消化、取食的相关器官,和现生动物几乎没有演化关联,古生物学家认为,这可能是动物大规模出现前的一次“失败演化尝试”。</p> <p class="ql-block">第二处就是我们的澄江生物群,距今约5.3亿年,更接近寒武纪生命大爆发的起点。目前在这里已发现20个生物门类、300多个物种,现在地球上90%的生物,都能在这里找到祖先的踪迹,它是研究寒武纪早期生命面貌和海洋生态系统的最佳样本。</p> <p class="ql-block">第三处是加拿大的布尔吉斯生物群,距今约5.05亿年,比澄江生物群晚了约2500万年,发现时间却比澄江早70年。不过,布尔吉斯生物群的岩层经历了强烈的变质作用,岩石质地坚硬,生物软躯体的保存程度远不如澄江生物群。</p> <p class="ql-block">这个场景复原的是2012年7月1日澄江化石地申遗成功的瞬间。其实从2004年起,澄江就启动了申遗工作。为了保护化石地,当地关停了帽天山周边四个总价值超200亿元的磷矿企业——磷矿曾是澄江的支柱产业,但磷矿层的形成年代比化石层更早,开采磷矿必然会破坏化石层。经过八年的努力,澄江化石地终于成功申遗。此后,保护措施逐步落地、博物馆对外开放,这份遗产的价值也被更多人知晓。就在去年,博物馆获评国家一级博物馆,这是中国博物馆的最高等级;同年6月,还被《新华每日电讯》海外版列为“中国必看的十大博物馆”之一。</p> <p class="ql-block">展厅2</p><p class="ql-block">脊椎动物--从鱼到人</p> <p class="ql-block">这里展示的是脊椎动物“从鱼到人”的演化历程。眼前这条海底隧道,还原了五亿年前寒武纪海洋的真实样貌,两百多种寒武纪生物栩栩如生。隧道里,固着在海底的是海绵、海葵等原始动物,漂浮的绿色生物是叶鳃动物和海藻——它们是当时海洋里仅有的植物。在水中游动的,就有我们刚才提到的昆明鱼,而体型庞大的,正是当时的海洋霸主——奇虾。</p> <p class="ql-block">奇虾</p> <p class="ql-block">这块岩石,右下角那条细细长长的痕迹,就是昆明鱼的化石。昆明鱼体型极小,最大也只能长到3厘米,这块化石里的昆明鱼只有2.6厘米长、6毫米高,看上去毫不起眼,却有着划时代的研究价值,被誉为“人类远祖、天下第一鱼”,是包括人类在内的所有脊椎动物的祖先。</p> <p class="ql-block">为什么这么说?因为五亿年前的昆明鱼,进化出了三个关键器官:地球上第一个头脑、第一条脊椎、第一颗心脏。它的头部有原始脑泡、一对眼睛和嗅囊,这是未来人类复杂感官和智慧大脑的雏形;脊髓周围规律排列的软骨,构成了脊椎的雏形,为后续复杂运动系统和身体中轴骨的演化奠定了基础;腹部的二分型心脏,标志着高效循环系统的出现,为新陈代谢系统的升级创造了条件。这三个“第一”,迈出了脊椎动物演化从无到有的关键一步。不过,昆明鱼和现代鱼类差别很大,最明显的是它没有下颌骨,只能通过头部下方的圆形小口被动滤食水中的食物,进食效率很低,这也是当时生物体型普遍偏小的原因之一。</p> <p class="ql-block">对面的展板清晰梳理了脊椎动物的演化脉络:鱼类是最早出现脊椎的生物,而昆明鱼的发现,将脊椎动物的演化史向前推进了5000多万年。昆明鱼属于无颌类,后来演化出有颌鱼类;泥盆纪中后期,一部分有颌鱼类中的肉鳍鱼类爬上陆地,鱼鳍演化成四肢、鱼鳔演化成肺,逐渐演化为两栖动物。两栖动物对水域依赖性强,卵必须在水中孵化,直到某一支演化出羊膜卵,摆脱了对水的依赖,才进化为爬行动物。</p> <p class="ql-block">展厅里陈列的,就是爬行动物的化石。身后这三件大型化石,是生活在三叠纪海洋里的鱼龙化石,它们出土于贵州——那里三叠纪地层丰富,鱼龙化石众多,因此也被称为“贵州龙”。墙上的化石则是陆地爬行动物的代表,其中最著名的就是恐龙。</p> <p class="ql-block">这具霸王龙模型,是一比一复原的,它生活在白垩纪,凭借庞大的体型、凶猛的性情和敏捷的身手,称霸陆地生态系统,是典型的肉食性恐龙。旁边这具马门溪龙化石,出土于四川宜宾,是国内发现的体型最大的蜥脚类恐龙之一,体长21米,光脖子就占了体长的一半,是长颈鹿脖子长度的三倍——长长的脖子是植食性恐龙的典型特征,方便它们吃到高大植物的树梢嫩叶。</p> <p class="ql-block">白垩纪末期,大部分恐龙灭绝,但有一小部分恐龙长出羽毛、前肢演化成翅膀,最终进化成了鸟类。这个展柜展示的就是鸟类的起源:科学界普遍认为,鸟类由恐龙演化而来。这具赫氏近鸟龙化石,是恐龙向鸟类过渡的关键物种;旁边的渤海鸟化石,是中国发现的最早鸟类,它们都来自辽宁热河生物群。</p> <p class="ql-block">爬行动物的另一支,演化成了哺乳动物。展柜里的巨犀化石,是目前地球上发现的体型最大的陆生食草哺乳动物,生活在欧亚大陆北部;龙王鲸化石则是现代鲸鱼的祖先,它的四肢已经退化,却还保留着小小的后脚,证明它由陆生哺乳动物演化而来,后来重返海洋生活。旁边的苍龙化石,是白垩纪海洋中的顶级霸主,成年个体体长可达十米以上,在《侏罗纪公园》等电影里都有它的身影。</p> <p class="ql-block">这些是哺乳动物的化石。这具原始野牛化石,是现生家牛的祖先;皮毛犀化石是现代犀牛的祖先,也是最晚灭绝的史前犀类;普氏野马化石,对应的是中国现存唯一的野生马种,如今在新疆有专门的保护研究机构。旁边的猛犸象化石,大家应该很熟悉,它生活在新生代第四纪的冰川期,为了抵御严寒,长着厚厚的毛发和脂肪,因此也叫“长毛象”。大约一万年前,随着气候变暖、人类捕猎加剧,猛犸象逐渐灭绝。它身旁的亚洲象化石,是现存亚洲最大的陆生食草动物,如今仅分布在云南南部,属于国家一级濒危保护动物。</p> <p class="ql-block">进入新生代后,人类的演化拉开序幕。人类由灵长类演化而来,这个过程长达三千万年:从埃及发现的三千万年前古猿(人类与现代类人猿的共同祖先),到被迫从树上下到陆地生活的南方古猿,再到学会直立行走的能人——能人的脊椎从适应爬行的C形,进化为适应直立行走的S形。此后,能人演化成直立人,他们善于奔跑、会制造工具、能打猎,北京猿人、元谋猿人都属于直立人。直立人之后是早期智人,他们的形态更接近现代人,大脑更发达,会取火、有了初步语言;最终,早期智人演化出晚期智人——也就是我们现代人类。</p> <p class="ql-block">进入新生代后,人类的演化拉开序幕。人类由灵长类演化而来,这个过程长达三千万年:从埃及发现的三千万年前古猿(人类与现代类人猿的共同祖先),到被迫从树上下到陆地生活的南方古猿,再到学会直立行走的能人——能人的脊椎从适应爬行的C形,进化为适应直立行走的S形。此后,能人演化成直立人,他们善于奔跑、会制造工具、能打猎,北京猿人、元谋猿人都属于直立人。直立人之后是早期智人,他们的形态更接近现代人,大脑更发达,会取火、有了初步语言;最终,早期智人演化出晚期智人——也就是我们现代人类。</p> <p class="ql-block">展厅3</p><p class="ql-block">海绵动物、刺胞动物、栉水母、曳鳃动物、腕足动物、软体动物、毛颚动物</p> <p class="ql-block">接下来,我们来了解几个重要的动物门类。首先是海绵动物,它是地球上最原始的后生动物。我们日常用的海绵制品,就是模仿海绵动物的身体结构制成的。展柜里的化石,是澄江生物群发现的五亿年前的海绵,比如这块次圆柱形细丝海绵,旁边的复原模型展示了它当年的模样。海绵动物固着在海底或礁石上生活,身体表面布满小孔,通过滤食海水中的微生物为生,过滤后的清水从顶部排水孔排出,因此现生海绵也被称为“水底净水工厂”,是海洋生态系统的重要组成部分。鱼缸里养殖的,是活体海绵、珊瑚和海葵,它们看似相似,却分属不同门类:海绵属于多孔动物门,海葵则属于我们接下来要讲的刺胞动物门。</p> <p class="ql-block">刺胞动物门的特点是身体内有刺细胞,澄江生物群中最具代表性的刺胞动物是中华先光海葵——它是以侯先光教授的名字命名的。这种海葵有16—18条触手,遇到危险时触手会收缩,化石大多呈现这种收缩状态;危险解除后,触手又会舒展。它能做出这样的动作,是因为它拥有神经系统,是地球上最早具备神经系统的动物之一。展柜里的珊瑚标本,采自我国南海,珊瑚也是刺胞动物的重要类群。鱼缸里的海月水母同样属于刺胞动物,它的身体90%都是水,呈半透明状,触手上的刺细胞有毒,能捕食浮游生物、小鱼小虾,但毒性轻微,对人类几乎无害,因此有人会把它当作宠物饲养。不过海月水母寿命很短,只有三个月,成年后会逐渐缩小,最终溶解在水中,不留痕迹。</p> <p class="ql-block">展柜里的珊瑚标本,采自我国南海,珊瑚也是刺胞动物的重要类群。鱼缸里的海月水母同样属于刺胞动物,它的身体90%都是水,呈半透明状,触手上的刺细胞有毒,能捕食浮游生物、小鱼小虾,但毒性轻微,对人类几乎无害,因此有人会把它当作宠物饲养。不过海月水母寿命很短,只有三个月,成年后会逐渐缩小,最终溶解在水中,不留痕迹。</p> <p class="ql-block">曳鳃动物是一类海洋底栖的蠕虫状动物,多生活在海底软泥内。其身体呈圆柱形或锥形,为两侧对称,是两侧对称动物。曳鳃动物的身体由吻、身躯干和尾部组成。曳鳃动物为肉食性动物,取食时吻部外翻,用口及咽周围的刺撕裂捕获物。自寒武纪至今,曳鳃动物经历了5亿多年漫长的演化历程,而澄江生物群保存了目前已知最为丰富多样的曳鳃动物化石,种类超过20种。现生曳鳃动物只是少数残存的后裔.</p> <p class="ql-block">再来看腕足动物,它在地球上存续的时间很长,从寒武纪之前的小壳化石时期,一直延续到现在,仍是海洋生态系统的重要成员。展柜里的场景还原了腕足动物的生活状态:它们的身体由一条细长的肉茎和一个圆三角形的外壳组成,肉茎扎根在海底泥沙中固定身体,外壳露出水面,通过壳内的纤毛腕捕食。遇到危险时,它们会收缩肉茎,将外壳埋入泥沙中避险。这些成群生活的是澄江龙潭贝,绿色的是东方肉茎舌形贝,而我们要重点介绍的,是这种体型小巧的澄江小舌形贝。它最大只能长到6厘米,却从五亿年前存活至今,现生标本在我国广东沿海一带很常见,因为外形像豆芽菜,还能食用,被当地居民称为“海豆芽”。历经五亿多年演化,它的外形和体型变化不大,身体结构和生活方式也基本保持原样,因此被称为“活化石”,是慢速演化的典型代表。</p> <p class="ql-block">前面这个展柜里的是巨螯虾化石,它属于软体动物,是澄江生物群中软体动物的典型代表。这种动物身体柔软、没有骨骼,却堪称当时海洋里的“游泳健将”,而且游泳方式十分独特——它是倒立着游泳的。巨螯虾通过收缩头部前方的漏斗状嘴巴向外排水,推动身体向后移动,同时配合身体两侧的鳍状肢摆动,实现快速游动。这种“喷水推进”的游泳方式,在现代海洋动物中也很常见,比如章鱼、乌贼、海马等。古生物学家认为,巨螯虾和乌贼亲缘关系很近,相关研究成果已发表在《自然》杂志上。这块巨螯虾化石保存得极为精美,能清晰看到身体中间的管状消化系统、旁边的神经系统,甚至头部的两个小黑点——那是它的眼睛。展柜里还有现生软体动物的标本,比如腹足类的蜗牛、双壳类的贝类等。</p> <p class="ql-block">现生毛颚动物俗称“箭虫”,是一个较小的动物门类,只有约1130种。尽管种类较少,但其个体数量却较多,在海洋生态系统中扮演着十分重要的角色。毛颚动物生活在海洋中,能自由游泳,作为肉食性动物,其捕食方式十分奇特:用头前端两侧镰刀状的颚刺进行捕食。毛颚动物主要以小型甲壳动物、浮游幼虫、幼鱼及其他毛颚动物为食。澄江生物群中,毛颚动物化石非常稀少,目前只发现了3种。其中始箭虫化石标本完整,形态和大小与现生箭虫相似。这表明在5亿多年的漫长岁月里,生命树上这一小枝在形态上几乎没有发生多大的变化,演化十分保守。</p> <p class="ql-block">展厅4</p><p class="ql-block">叶足动物、奇虾、节肢动物、古虫动物、云南虫、藻类</p> <p class="ql-block">叶足动物,它们被称为“地球上最早的步行者”,因为它们最早进化出了腿,开始用腿在海底行走。大家看到的这个化石,是强壮怪诞虫化石,这种动物体型很小,最大只有3厘米长,却长着十对足和七对坚硬的背刺。它的腿柔软无骨,因此需要靠多对腿支撑身体、完成行走;每只腿上都有两个小钩子,能攀附在海藻、礁石上,避免被水流冲走。背上的七对背刺是它的防御武器,遇到危险时,它会蜷缩身体,让尖刺朝外,形成一道“保护盾”。当时的叶足动物身体特征都很相似,比如怪诞虫、爪网虫、等刺虫等,身体结构基本一致。</p> <p class="ql-block">寒武纪的海洋霸主——奇虾。在当时大多数生物只有几毫米到几厘米长的情况下,奇虾体长可达1—2米,是名副其实的“巨无霸”。不过,奇虾的完整化石十分稀少,展柜里展示的大多是它头部的前肢化石——我们现在看到的这块,是澄江生物群发现的最完整的奇虾化石,体长1.3米,极为珍贵,平时多用于科研,很少对外展示。</p> <p class="ql-block">奇虾的名字由来很有意思:它虽然名字里带“虾”,却和虾没有任何关系。最早在加拿大布尔吉斯生物群发现的奇虾化石,只有头部的前肢,外形和虾的身体有些相似,却找不到头部,古生物学家便误以为它是一种“没有头的虾”,因此命名为“奇虾”。后来才发现,这个看似“虾身”的部分,其实是奇虾头部前端用来捕食的螯肢。</p> <p class="ql-block">奇虾之所以能成为海洋霸主,不仅因为体型庞大,更因为它拥有优越的身体结构:流线型的身体搭配身体两侧的桨状肢,能让它快速游动,悄无声息地接近猎物;头部的螯肢可以弯曲,能轻松抓住大型猎物并送入口中;头部上方的两只眼睛,是类似现代昆虫的复眼结构,每只眼睛有多达16000个晶状体,还能360度环视周围环境——在当时大多数生物还未演化出眼睛的情况下,这无疑是巨大的生存优势。奇虾的嘴巴位于头部下方,是一个巨大的圆盘状结构,直径最大可达20厘米,嘴巴周围布满锋利的牙齿,能轻易咬碎猎物的外壳。</p> <p class="ql-block">奇虾的存在,证明寒武纪时期已经形成了复杂的金字塔形食物链:最底层是微生物、藻类和细菌,为海绵、腕足动物等原始后生动物提供营养;三叶虫、叶足动物等相对高等的动物以这些低等生物为食;而奇虾则位于食物链顶端,捕食三叶虫、叶足动物、腕足动物等。</p> <p class="ql-block">节肢动物,是地球上繁衍最成功的动物门类,无论是五亿年前还是现在,节肢动物的数量都稳居第一。节肢动物的典型特征是身体分节,展柜里的抚仙湖虫化石,就清晰展示了这一特征——它进化出了完整的血液循环系统和神经系统,为研究早期生物的神经演化提供了重要资料。旁边还有联颊虫、尖峰虫等小型节肢动物化石,往前还能看到三叶虫、等刺虫、海怪虫等。在澄江生物群发现的动物中,节肢动物占比高达37%,是当之无愧的“大家族”。</p> <p class="ql-block">三叶虫是节肢动物中极具代表性的类群,目前全世界已发现的三叶虫种类超过两万种。它在地球上生存了近三亿年,漫长的时间里演化出了丰富的种类。展柜里展示的三种三叶虫化石,都发现于澄江,旁边还有来自世界各地的三叶虫化石。大家可以仔细观察,不同时期、不同种类的三叶虫外形略有差异,但身体结构基本一致:从左到右分为左肋叶、轴叶和右肋叶三部分,这也是它“三叶虫”名字的由来;从上到下则分为头、胸、尾三节。如果以后在地层中看到这种三分结构的化石,基本可以判定是三叶虫。三叶虫广泛存在于寒武纪至二叠纪的地层中,二叠纪末期才彻底灭绝。</p> <p class="ql-block">三叶虫是节肢动物中极具代表性的类群,目前全世界已发现的三叶虫种类超过两万种。它在地球上生存了近三亿年,漫长的时间里演化出了丰富的种类。展柜里展示的三种三叶虫化石,都发现于澄江,旁边还有来自世界各地的三叶虫化石。大家可以仔细观察,不同时期、不同种类的三叶虫外形略有差异,但身体结构基本一致:从左到右分为左肋叶、轴叶和右肋叶三部分,这也是它“三叶虫”名字的由来;从上到下则分为头、胸、尾三节。如果以后在地层中看到这种三分结构的化石,基本可以判定是三叶虫。三叶虫广泛存在于寒武纪至二叠纪的地层中,二叠纪末期才彻底灭绝。</p> <p class="ql-block">古虫动物</p> <p class="ql-block">云南虫</p> <p class="ql-block">藻类</p> <p class="ql-block">展厅5</p><p class="ql-block">生命大演化</p><p class="ql-block">前寒武纪、寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪</p> <p class="ql-block">地质年代表</p><p class="ql-block">地质年代表,详细划分了地球的历史。地球诞生于46亿年前,诞生后的很长一段时间里,都是一片没有生命的荒芜之地。后期虽然出现了生命,但大多是肉眼不可见的微生物,直到寒武纪澄江生物群出现,地球上才迎来了肉眼可见的、真正意义上的生命,地球的演化也进入了全新的“显生宙”。</p> <p class="ql-block">地球诞生之初,没有固定的海洋和陆地,火山爆发、小行星撞击频繁发生,整个星球像一个大火球。大约38亿年前,地球上形成了最原始的海洋;32亿年前,出现了固定的陆地板块,地层中开始出现条带状铁层、叠层石等生命痕迹。24亿年前,地球发生了“大氧化事件”,氧气的释放形成了原始大气层和臭氧层;22亿年前,真核生物出现;8亿年前,多细胞动物才开始出现。</p> <p class="ql-block">距今5.35亿—5.41亿年的时期,被称为埃迪卡拉纪,也就是中国的震旦纪。澳大利亚埃迪卡拉、中国贵州三峡等地,都发现过这一时期的生物化石,但这些生物没有演化出后代,和现生动物几乎没有关联,被认为是动物大规模出现前的“失败演化尝试”。</p> <p class="ql-block">埃迪卡拉纪之后,就是距今5.41亿—4.85亿年的寒武纪。在这短短6000万年里,地球上爆发式演化出20多个生物门类、300多个物种——6000万年对人类来说无比漫长,但在地球历史尺度上不过是“一瞬间”。这种生物快速爆发的现象,被古生物学家称为“寒武纪生命大爆发”。澄江生物群的化石,不仅是这一奇迹的见证者,更是研究地球早期生命起源和演化的核心资料。</p> <p class="ql-block">奥陶纪之后是志留纪,这是“植物登陆的时代”。志留纪之前,陆地上没有任何植物,藻类只生活在海洋里;志留纪中后期,藻类植物开始向陆地蔓延,逐渐演化出苔藓、蕨类等简单的陆生植物。植物登陆后,动物才随之登上陆地。志留纪还有一个关键事件:鱼类演化出了下颌骨。我们之前看到的昆明鱼没有下颌骨,下颌骨的出现,大大提升了动物的主动捕食能力,为鱼类的繁盛奠定了基础。</p> <p class="ql-block">奥陶纪之后是志留纪,这是“植物登陆的时代”。志留纪之前,陆地上没有任何植物,藻类只生活在海洋里;志留纪中后期,藻类植物开始向陆地蔓延,逐渐演化出苔藓、蕨类等简单的陆生植物。植物登陆后,动物才随之登上陆地。志留纪还有一个关键事件:鱼类演化出了下颌骨。我们之前看到的昆明鱼没有下颌骨,下颌骨的出现,大大提升了动物的主动捕食能力,为鱼类的繁盛奠定了基础。</p> <p class="ql-block">泥盆纪之后是石炭纪,这是“煤炭形成的时代”。石炭纪气候温暖湿润,大陆上沼泽遍布,蕨类植物空前繁盛,形成了大规模的森林。这些植物死亡后,在地下经过地热、高压和微生物的作用,逐渐形成了煤炭。石炭纪的沼泽环境,非常适合两栖动物生存繁衍;同时,爬行动物也在石炭纪早期出现。</p> <p class="ql-block">石炭纪之后的二叠纪,是地球生命演化的关键节点。二叠纪末期,发生了地球历史上规模最大的物种灭绝事件——第三次生物大灭绝,几乎重塑了地球的生态圈。许多盛极一时的动物,比如三叶虫,从此走向衰落,最终彻底灭绝。二叠纪的气候干旱炎热,对两栖动物的生存极为不利,却为爬行动物的崛起创造了条件。爬行动物凭借更强的环境适应能力,挺过了大灭绝,迎来了属于自己的时代。</p> <p class="ql-block">二叠纪之后的三叠纪,爬行动物迅速兴起。三叠纪早期,气候延续了二叠纪末期的干旱炎热,食物匮乏,一部分爬行动物为了生存,重返海洋,演化出了海生爬行动物,鱼龙就是其中的代表。三叠纪的代表性物种还有海百合——它虽然名字里带“百合”,看似植物,实则是动物,和海星、海胆同属棘皮动物门。如今,由于海洋污染加剧,海百合的数量已经十分稀少。三叠纪末期,地球发生第四次大规模物种灭绝事件,76%的物种消失。</p> <p class="ql-block">三叠纪之后,就是大家耳熟能详的侏罗纪——“恐龙统治地球的时代”。侏罗纪时期,恐龙的数量和种类达到顶峰。展柜里这具化石,是从发现地原样搬来的,没有经过任何修复和拼接,里面是两具恐龙化石——它们当时正在打斗,突发的灾难将它们一同掩埋,骨骼至今仍纠缠在一起。大多数博物馆展示的恐龙化石,都是经过修复拼接的,比如旁边这具云南龙化石,它出土于澄江抚仙湖西岸的天头山,化石颜色呈现出澄江红土的典型色泽。旁边的蛇颈龙化石则来自国外,两者的质地差异很明显。蛇颈龙曾是侏罗纪海洋里的霸主,后来被体型更大的苍龙取代。展柜里还有恐龙蛋化石,其中这枚胚胎蛋格外珍贵——能清晰看到蛋内即将孵化的小恐龙骨骼,这样的化石很难保存,数量稀少,研究价值极高。</p> <p class="ql-block">侏罗纪之后的白垩纪,早期气候温和,恐龙和翼龙分别统治着陆地和天空,早期哺乳动物只能在夹缝中生存。展柜里的镰刀龙,因前肢修长如镰刀而得名,它的前肢带有红外线感应功能,做出简单的动作就能触发感应。头顶上方的无齿翼龙,是会飞的爬行动物,它既不是恐龙,也不是鸟类,因没有牙齿而得名。旁边的中华龙鸟化石,是国内发现的最早带羽毛的恐龙;赫氏近鸟龙化石,则是恐龙向鸟类过渡的关键物种。白垩纪末期,地球发生第五次大规模物种灭绝事件,75%的物种消亡,恐龙等大型爬行动物从此灭绝,这也为哺乳动物的崛起腾出了空间。</p> <p class="ql-block">展厅6</p><p class="ql-block">生命大演化</p> <p class="ql-block">白垩纪之后,地球进入新生代,生物界逐渐呈现出现代面貌。新生代包括古近纪、新近纪和第四纪,动物演化的核心趋势是:爬行动物衰落,哺乳动物崛起;裸子植物衰落,被子植物繁盛。展柜里的这些动植物化石,都来自山东山旺生物群;身后场景中的化石,则来自甘肃和政哺乳动物群。在喜马拉雅山脉崛起之前,甘肃一带气候温和、水草丰美,生活着大量现生哺乳动物的祖先,比如这具萨摩麟化石——它是长颈鹿的祖先,外形和长颈鹿颇为相似;旁边的祖鹿化石,是鹿科动物的祖先;还有巨犀化石、三趾马化石,它们都是现生哺乳动物的远祖。</p> <p class="ql-block">新生代的第四纪,从260万年前延续至今,是地球历史上气候变化最剧烈、最频繁的时代。第四纪早期的更新世,是“冰河时代”,猛犸象、皮毛犀等动物为了抵御严寒,进化出了厚厚的毛发和脂肪。大约一万年前,气候回暖,加上人类的捕猎,这些大型哺乳动物陆续灭绝,熊、东北野牛、鬣狗、野猪等现生动物逐渐占据了生态主导地位。</p> <p class="ql-block">人类的演化,是新生代最辉煌的事件。根据化石记录,现代人类起源于非洲——最早的人类头骨化石发现于非洲,这具距今约700万年的原始男性头骨化石,被古生物学家命名为“托麦”,被誉为“人类之父”;旁边的露西女性头骨化石,则被称为“人类之母”。此后,人类逐渐走出非洲,扩散到亚洲和欧洲。亚洲最早的人类化石记录,是云南的元谋人,距今约170万年——展柜里的标本,是元谋人牙齿放大50倍的模型,因为元谋人化石目前发现最多的就是牙齿。旁边还有著名的北京人头盖骨化石模型。大家可以观察这些头骨化石,从远古到现代,人类的头骨逐渐变大、变圆,这意味着脑容量不断增加——现代人的平均脑容量,是元谋人的四倍左右。脑容量的提升,让人类拥有了更高的智慧,创造出璀璨的文明和伟大的发明。</p> <p class="ql-block">人类的发展也给生态环境带来了威胁:偷猎滥捕导致许多野生动物灭绝,空气污染、水污染等问题日益严重。展柜里展示的,都是近年来中国濒危的野生动物标本,比如丹顶鹤、黑颈鹤、小熊猫、金丝猴、兔狲、水獭等。博物馆陈列这些标本,就是为了倡导大家保护生态环境,守护我们这颗独一无二的蓝色星球。</p> <p class="ql-block">“未来人类的猜想”。参观到这里,大家应该能感受到:从地球诞生到现在,生命的演化从未停止,演化是生命世界永恒的主题。那么,人类最终会演化成什么样子?我们将走向何方?展柜里展示了科幻电影中对人类演化的设想,比如克隆人、人机合一、基因改造等。除了这些,您还有什么想法?这是博物馆留给全人类的一道思考题。</p> <p class="ql-block">展厅7</p><p class="ql-block">澄江这片土地的地质变迁和人类历史</p><p class="ql-block">澄江,因山而神奇,因水而闻名。除了孕育了澄江生物群的帽天山,这里还有全国最大的深水型淡水湖——抚仙湖。抚仙湖是珠江源头的第一大湖,被誉为“世界深蓝湖区”,最深处达159米,总蓄水量约206亿立方米,水质常年稳定在一类标准。保护好抚仙湖的水资源,相当于为全国14亿人,每人储备了14.7吨优质淡水资源,因此它是我国重要的战略备用水源地。</p> <p class="ql-block">抚仙湖的形成,源于6500万年前的喜马拉雅造山运动。寒武纪时期,这里还是一片浅海,此后经历了“浅海—陆地”的多次交替,直到白垩纪才固定为陆地,但当时海拔较低。喜马拉雅造山运动导致抚仙湖周边地势整体抬升,澄江从云南的浅海变成了高原;同时,受附近小江断裂带影响,局部地层凹陷,形成了天然湖盆。随着周围山势不断增高,水流持续汇入湖盆,大约12000年前,抚仙湖最终形成,成为如今的深水型淡水湖。</p> <p class="ql-block">先民们在抚仙湖周边定居,逐渐发展出灿烂的文明。展厅里的场景,还原了古代滇国先民在森林里砍伐树木、锻造青铜器的生活画面。鱼缸里养殖的,是抚仙湖的土著鱼类,除了常见的草鱼、鲫鱼,我们重点介绍这种身体细长、鳞片呈灰色的鱼——抗浪鱼。抗浪鱼是抚仙湖特有的鱼类,全世界仅存于此,它有两个独特的生活习性:一是每年立春到立秋为繁殖期,每当湖水回暖,抗浪鱼就会成群结队从深水游到岸边浅水区产卵,产完卵后再返回深水,如此反复;二是它喜欢逆流而上,总是朝着水流的方向游动。</p> <p class="ql-block">根据抗浪鱼的习性,抚仙湖西岸的渔民创造了一种独一无二的捕鱼方式——车水捕鱼。鱼汛期时,渔民会在湖边挖一条U型渠,一侧安装水车,另一侧放置一头大一头小的倒须笼,再从湖岸岩洞中引入一股泉水。泉水水质更好、温度更高,更吸引抗浪鱼;渔民通过水车搅动湖水,让U型渠内形成逆流的假象。抗浪鱼会被逆流吸引,顺着水车游入U型渠产卵,产完卵后又会顺流钻进倒须笼里。这种捕鱼方式,既捕获了成鱼,又让鱼卵回流湖中,实现了鱼类资源的可持续发展,是先民智慧的结晶。</p> <p class="ql-block">可惜的是,上世纪80年代中期,抚仙湖的邻湖星云湖引入了银鱼,银鱼顺着隔河涌入抚仙湖,抢占了抗浪鱼的生态位;再加上大规模的网箱养殖、水质恶化等因素,抗浪鱼的数量急剧减少,车水捕鱼的方式如今基本只作为展示。展柜里陈列的,是抗浪鱼的标本。除了抗浪鱼,抚仙湖还盛产云南倒刺鲃,也就是我们常说的青鱼;还有大头鲤,它和抗浪鱼一起,被誉为“云南四大名鱼”。</p> <p class="ql-block">展厅8</p><p class="ql-block">生物多样性-贝林厅</p><p class="ql-block">大家可能会好奇这些标本的来源,其实展厅里98%的标本,都来自美国慈善家肯尼斯·贝林的捐赠。贝林先生创办了环球健康与教育基金会,除了我们博物馆,他还向国内数十家博物馆捐赠了大量珍稀动物标本。如果大家去逛自然博物馆,看到“贝林”的名字,那里面的标本大多是他捐赠的。</p> <p class="ql-block">身后的场景还原的是热带雨林生态区,热带雨林多分布在赤道附近的炎热潮湿地区,云南的西双版纳就是典型的热带雨林。这里陈列着非洲狮、黑背胡狼等动物标本——黑背胡狼被称为“动物界的模范夫妻”,奉行一夫一妻制,感情十分专一;还有南非剑羚、鸵鸟,以及擅长跳跃的跳羚。</p> <p class="ql-block">这边是苔原生态区的标本,苔原分布在全年低温、植被生长缓慢的地区。比如这只美洲野牛,是美国的国兽;旁边的雪羊、白靴兔,白靴兔的后脚宽大,像穿了一双白靴子,能有效防止它在雪地中打滑。还有北极熊和北极狐的标本,北极熊的毛发其实是透明的,而且中间中空,就像羽绒服一样能储存空气,起到保温作用;我们看到的白色,是光线在毛发中折射反射的效果。北极熊的皮肤是黑色的,能更好地吸收阳光热量。北极狐则常常跟在北极熊身后,以北极熊吃剩的猎物残骸为食。旁边还有驯鹿的标本,它就是圣诞老人的“坐骑”。</p> <p class="ql-block">这边是亚热带荒漠生态区的标本,荒漠分布在气候干旱的地区。比如这只叉角羚、美洲獾,还有近两年爆红的土拨鼠;旁边的赤狐,能根据温度变化调整毛色——气温高时,毛色呈棕黄色,毛发稀疏;气温低时,毛色变为灰黑色,毛发浓密,以此起到保温作用。还有中美貘,它的外形和猪很像,因为它们同属貘科,是近亲。</p> <p class="ql-block">再往前是温带和寒带森林生态区的标本,森林分布广泛,动物种类也十分丰富。比如这只白尾鹿,旁边的九带犰狳——很多游客会把它误认为穿山甲,其实它的耳朵比穿山甲大很多,穿山甲的耳朵小得像小孔,几乎贴在头皮上;而且犰狳的甲片呈环状分布,一共有九环,因此得名“九带犰狳”,而穿山甲的甲片是鳞片状排列的。还有北美豪猪,它看似温顺,实则暗藏防御武器——扒开它表层的长毛,能看到贴身生长的坚硬尖刺,这些尖刺上布满细菌,一旦刺入天敌皮肤,极易引发伤口感染。旁边的蜜獾,绰号“平头哥”,性格凶猛好斗,网上流传着很多它和鬣狗、眼镜蛇搏斗的视频,是动物界出了名的“无畏者”。还有黑熊、小浣熊等动物标本。</p> <p class="ql-block">这边是沼泽和湿地生态区的标本,沼泽湿地是重要的生态系统,孕育了多样的生物。比如这两只郊狼,它们生活在北美洲,中国没有分布,中国本土的狼体型比郊狼大得多;旁边的河狸,被称为“动物界的建筑工程师”,它会啃断河边的树木,将树干横在河面,再堆砌树枝、杂草,筑成一道堤坝,形成小型池塘,作为自己的栖息地和捕猎场。还有驼鹿的标本,它是地球上最大的鹿科动物,主要分布在芬兰、冰岛等气候寒冷的地区;以及白尾鹿、小浣熊、獐子等标本。</p> <p class="ql-block">最后是山地生态区的标本,山地环境恶劣,植被稀疏,温差较大,动物种类相对较少,展厅里只陈列了三种:大角羊、白大角羊和土耳其盘羊。中国最常见的是岩羊,它善于攀爬,哪怕岩石上只有一丝缝隙,它也能稳稳爬上去——这既是为了寻找食物、躲避天敌,也是为了舔食岩石上的天然盐分,补充身体所需的微量元素。岩羊主要分布在四川西部等地,被视作勇敢无畏、不畏艰险的象征。</p>