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《化石吟》有关资料

鱼类进化（

鱼类，作为地球上最古老的脊椎动物的一个类群，其漫长的演化历史一直是众多的生物学家感兴趣的问题。鱼类的出现，标志着从低等、原始的无脊椎动物向脊椎动物进化的一个质的飞跃；鱼类的发展、演化又提出了脊椎动物进化的明显谱系。一切高等动物，两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类，甚至我们人类自身都是在此基础上发展而来的。

研究古生物通常以化石材料为根据。科学家通过放射性同位素来测定岩石的绝对年龄，并划分成不同的地质年代。这些地质年代中保存下来的古生物，记录了当时的环境条件和生物信息，经过千万年的沉积，形成化石，成为研究地质历史和生物进化史的根据。

鱼类的化石并不十分丰富，但它们依然能够展示出古今各种鱼类发生、发展的过程。最早的鱼类化石沉积在寒武纪和奥陶纪的岩石里，距今已有大约四亿年的历史了。通过对岩石的研究，人们知道这种最早的鱼类生活在咸水环境里，或者说是生活在海洋中，它们的身体外面披有铠甲一样坚硬的外骨骼。这些原始的鱼类浑身布满了硬甲，具有扁平的前背甲。由于它们没有颌，所以被称为无颌类。它们可以说是最古老的鱼类，因为穿了甲胄，它们不能游泳，只能生活在水底沉积物中。应该说，它们是一群不会游泳的鱼类。无颌类的内骨骼没有被保存下来，所以科学家们推测它们具有软骨骼，像现在我们见到的软骨鱼类鲨鱼和鳃鱼一样。

大量完整的无颌类化石是在泥盆纪找到的，泥盆纪可算是鱼类初生时代。中生代的侏罗纪和白垩纪（距今约1．3亿～1．6亿年），是鱼类中兴时代。新生代时，各种古今鱼类共存于海洋和地球上的其他水域，鱼类家庭达到全盛。

在无颌鱼类的基础上，最早的有颌鱼类也发展了。最初的颌是由几个硬骨鳃弓改造过来的。鳃弓最初埋在肌肉里，在进化过程中，颌与头部背甲融为一体，从而形成了一个更坚固、更有效率的进食器官——咀嚼器。

原始有颌类也称作盾皮鱼，它们在泥盆纪盛极一时，但到泥盆纪末已大部灭绝了，一般认为，软骨鱼类和硬骨鱼类都是由盾皮鱼演化来的，它们分别朝不同的方向发展，但尚未找到十分清楚的证据证明这个推论。一些盾皮鱼仍具有扁平的身体，像它们的祖先一样；但是大多数都变成流线型，甲胄也减少了，这种变化使它们获得了很强的游泳能力。软骨鱼类也脱去了沉重的甲胄（但仍有背板的痕迹），发展出更加强劲有力的适于游泳的肌肉组织。有些科学家认为，软骨鱼类是“原始”鱼类，但它们是否真正比硬骨鱼原始，还有待证实。

有关脊椎动物颌的发生与进化的研究，是从19世纪进行的胚胎学研究开始的，它揭示了进化中的一个重要过程。颌的出现，说明动物的某个新的重要的特征的出现可以使一个类群的生活领域扩大到以往不能生活的地区。这以后，鱼类得到了迅速扩展，成为今日最普遍的游泳生物类群。

硬骨鱼最初生活在淡水里，后来逐渐向海洋伸展，终于成为海洋鱼类的优势类群。在进化过程中，它们产生了内部硬骨骼，把僵硬的甲胄变成了薄薄的鳞片，从而使动作敏捷灵活，提高了运动速度。

硬骨鱼有两个类群，其中辐鳍鱼类在数量和种类上都大大超过另一种鱼——内鼻孔鱼类。内鼻孔鱼类包括一些形态和构造都很特殊的原始种类，它们具有内鼻孔构造，可以把嘴闭上而并不影响呼吸。内鼻孔鱼类今天能见到的只有肺鱼和矛尾鱼。矛尾鱼隶属空棘目腔棘纲。它被誉为活化石，在1938年以前一直被科学家们认为是已经灭绝了的种类。第一尾矛尾鱼是1938年被一名渔民在非洲东南海岸捕到的，这一发现轰动世界。以后又陆续捕到，证实这一古老鱼类仍生活在现代的海洋里。腔棘鱼的重要特征是，鳍呈叶状，具有肌肉，并有相连的辐棘，从而使一些鱼可以在陆地上爬行。它们与两栖类有密切的亲缘关系。人们认为两栖类就是由它们演化而来的。

——摘自《海洋世界》1999年第12期

鸟类的祖先之谜

过去，人们一直认为，鸟类最初是由爬行动物逐步进化而成的。始祖鸟作为这一进化过程的中间阶段的产物，历来被人们当作鸟类的祖先。尽管这一进化理论似乎有一定道理，但是许多古生物专家对蜥蜴这样的爬行动物会不会真因突然变异和自然选择而变成鸟这一结论，仍多少持有怀疑的态度。于是，在学术界内，专家们针对鸟类的问题，展开了一场旷日持久的争论。

在达尔文的《物种起源》一书刚刚问世的时代，人们对于鸟类最早由爬行动物进化而来的说法，无论如何也是不能理解的。后来到了1861年，在德国境内的一处石灰岩石采石场中，考古人员发现了一块奇特的生物化石。这块化石残留有翅膀，嘴里有牙齿，翅膀前端有爪，并有着像蜥蜴一样的由多节尾椎骨组成的长尾。这块被称为“始祖鸟”的化石的发现，使许多考古学家和古生物学家为之振奋不已。因为不少人坚持的“鸟类是由蜥蜴进化而来的”这一观点，在这里找到了依据。

但是，在今天，这一已被人们广泛接受的观点突然失去其权威性了。因为在1986年，美国的考古学家在得克萨斯州发现了一种比始祖鸟还古老7500万年的鸟类化石，并给它定名为“原始鸟”，鸟类的祖先这一“宝座”因而将被原始鸟夺走。古生物学家指出，如果事实上是这样的话，那么鸟类是由爬行动物进化而来的这一观点也将被否定。

为了理解发现原始鸟的重大意义，我们有必要以始祖鸟的化石为基础，看看鸟类的进化过程。关于始祖鸟的起源，英国博物馆的庞夫雷特指出，以往人们认为是鸟类祖先的某一爬行动物群体，实际上并不是蜥蜴。始祖鸟是由恐龙家庭的某一“成员”进化而来的，始祖鸟与恐龙既是“远亲”，又是“近邻”，它们都起源于槽齿类。不可否认，始祖鸟与一种被称作虚骨龙的小型恐龙，在骨骼上确有非常相似之处，因此早在19世纪，就有一些古生物学者认为，鸟类的祖先是这个群系的恐龙。

现在的鸟类是恐龙的后代这种说法虽然让人觉得难以接受，但如果能把鸟儿与恐龙比较一下，我们就会获得更多的信心。

从外貌来看，现在许多鸟儿都与恐龙有些相像。恐龙中有一种叫鹦鹉嘴龙，它的嘴与会学说人话的鹦鹉的嘴十分相似。鸵鸟龙的脚和鸵鸟的脚一样，也有三个脚趾头，善于走路。鸵鸟龙没有牙齿，鸵鸟也没有。鸭嘴龙的嘴活像鸭子嘴，鸭嘴龙游水也像鸭子戏水。鸟类有毛，生活在1�8亿年前的联龙也是全身长毛。鸟类的骨骼是中空的，这样可以减轻体重，便于飞翔。早期的一些恐龙的骨骼也是中空的，科学家把这种恐龙称为虚骨龙类，虚骨龙轻巧机灵，外貌和身体结构很像鸟。

在探索鸟类起源的过程中，争论的焦点之一是锁骨问题。鸟类的左右锁骨相互粘连，是V字形愈合锁骨，十分发达。而恐龙的锁骨则因退化而完全消失了。对此，持“鸟类起源于恐龙”的观点者认为，恐龙类和鸟类都来源于槽齿类，只是在后来的进化中它们的锁骨才发生了不同变化，不能凭这一点就说恐龙不是鸟类的祖先。

可是，当上述观点提出来以后，有的科学家又发现了一些带有锁骨的虚骨类恐龙，化石分析表明，始祖鸟与虚骨龙的骨骼有明显的共同之处，但是其中的许多特征是槽齿类生物所不具备的。这样一来，又推翻了以前关于恐龙与鸟类都起源于槽齿类的观点。

后来，当原始鸟的化石发现以后，持有不同观点的专家学者们纷纷转移视线，试图从原始鸟的身上找出新的理论突破。古生物学家经过分析原始鸟的化石后，惊奇地发现，原始鸟与始祖鸟相比，具有许多更接近鸟类的特征。

首先，原始鸟类具有始祖鸟无法比拟的胸骨和龙骨突起特征，而且非常大。更为重要的是它还生有一种奇怪的肩骨，这是由于撑起羽毛的肌肉沿肩骨通过，因而一般鸟类的肩骨都很大。在这一特征上，原始鸟与现代鸟十分相似。其次，原始鸟的骨骼也是中空的，并且具有与飞翔有关的骨骼特征。

另外，原始鸟除残留有普通鸟类所具有的一些特征外，还残存着一些爬行类动物所具有的特征。例如其尾巴很长，有与脊椎牢牢相连的坐骨，似爬行类动物等等。

从以上事实中不难发现，鸟类的起源时间还要往原始鸟以前探究。原始鸟的发现，将有可能否定在此之前的鸟类起源于恐龙的观点。原始鸟化石的发现无疑为探究鸟类的起源提供了新的资料，但对于鸟类祖先究竟是谁，科学家们仍无法取得一致意见，只有发现了更古老的鸟类化石后才能作最后结论。

两栖类的祖先

1938年12月的一天，印度洋里有条渔船，在靠近非洲东海岸的较深的海里，捕到一条奇怪的鱼。

渔人们从来没有见过这么奇怪的鱼，它大约15米长，长得倒不难看，全身钢青色，眼睛深蓝色。最特别的是它身子下面的鳍很大，有点像腿。

这条鱼离了水，只活了四个来小时。船长觉得这的确是一条特别的鱼，在科学上或许有什么研究的价值。所以船一靠岸，他就给那儿博物院的管理员拉蒂曼去了一封信。可是那个季节，非洲正热不可耐，这条肥鱼已经开始腐烂了。

拉蒂曼看了这条鱼，也认为这是一种新奇的玩意儿，应当好好保存下来，给科学家去观察，去研究。她请了一位专门做标本的人，把这条怪鱼的皮剥了下来，塞进些草，做成一个标本。她想，这条怪鱼一定是个新发现的种类，因此用自己的名字来称呼这条鱼，叫它做“拉蒂曼鱼”。现在通常叫做矛尾鱼。

但是真糟糕，当时没有一个人知道这条怪鱼的重要性。要是知道的话，一定会想法子把它身上的每一个部分都保存下来。可是结果呢，只留下一张皮，一个头颅，还有几块零碎的骨头。

这条新奇的鱼，实际上是人们所捕到的一种很古老的鱼。说它“古老”，并不因为它已经活了20年，50年，或者100年了；而是说，它几乎和3亿年以前生活的一种鱼一模一样。

后来，人们在那个海区的深水里，又捕到了几条相似的怪鱼，进一步肯定了先前的发现。

矛尾鱼有什么特点呢最引人注意的特点是，它跟远古时代的总鳍鱼一样，长着独特的胸鳍和腹鳍。这些鳍的内部骨骼，跟青蛙等两栖动物的四肢骨骼很相似。此外，它还有能呼吸的鳔。

古生物学告诉我们，总鳍鱼是一种古老的鱼，是两栖类的祖先。它们在发展中分为两支：一支登陆生活，演变成两栖类，例如青蛙；一支留在海洋，也逐渐演变，大部分种类绝灭了，矛尾鱼就是这一支的一个代表。

在很久很久以前，气候温暖潮湿，树木葱郁茂盛。在一望无际的沼泽地带，生活着很多种类的总鳍鱼。就在那个时候，有一部分总鳍鱼爬上了陆地，成为两栖类的祖先，发展成为陆上的脊椎动物。

后来，地球上起了很大的变动，山崩地裂，气候变得干燥而寒冷。河流和池塘开始干涸，许多淡水鱼都死绝了。人们猜想，总鳍鱼也在那个时候灭绝了。所以，1938年发现拉蒂曼鱼，看见居然还有活的总鳍鱼存在，就好像在青岛附近遇见了活的恐龙——青岛龙一样令人惊奇。

被子植物

被子植物就是种子由果皮包被的种子植物。自白垩纪上半叶直至现在，被子植物是地球上最进化和分布最广的优势植物。约二十五万余种，广泛分布于山地、平原、沙漠、湖泊及河流，少数分布于海水中。中国约二万五千余种。被子植物的孢子体高度发达，有明显的根、茎、叶和花的分化，为乔木、灌木或一至多年生草本。绝大多数被子植物的木质部有导管，韧皮部有筛管和伴胞，但某些水生、寄生、腐生和肉质被子植物在进化过程中，导管消失了。少数原始的被子植物没有导管。叶为有叶隙的大型叶。花通常由花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊组成。

被子植物早期的分类位置隶属于种子植物门的被子植物纲。但是，多数近代系统将其独立为被子植物门。根据形态学的综合性状常划分为两个纲：双子叶植物纲和单子叶植物纲。现代公认被子植物中的乔木、灌木较为原始，草本较为进化，单子叶植物衍源于双子叶植物。

被子植物与人类生活关系非常密切，其中粮食有稻、大麦、小麦、大豆、高粱、玉米、马铃薯和板栗等；蔬菜有青菜、萝卜、冬瓜、番茄和洋葱等；油料有油菜、花生和芝麻等；轻工业原料有糖的原料甘蔗，著名饮料茶，纺织原料草棉，高级润滑油原料蓖麻，国防工业和交通原料橡胶，以及建筑和编织原料竹类；水果有西瓜、苹果和菠萝等；药物有黄连和薄荷等；建筑用材有樟树、毛白杨、白桦树等；许多被子植物还可供观赏。

猛犸的故事

猛犸是地球上早已灭绝的哺乳动物，尽管它们生活的冰河时代距今已很久远，但科学家们对它那富有神秘色彩的生活习性仍怀有极大的兴趣。

猛犸（又被称为古象）作为大象的祖先，它们的体形比象要大，嘴里伸出的獠牙比当代的象牙要长得多。因而，从外形上看，猛犸的确给人一种青面獠牙的凶猛感觉，而不像今天的大象那样温驯谦和。

早在沙皇俄国的彼得大帝时代，著名科学家罗蒙诺索夫就悉心研究过猛犸。猛犸的尸骨残骸最早是在西伯利亚地区发现的。猛犸的身世来历在当时就众说纷纭。有人说，猛犸是由古代统帅汉尼拔用于征战的战象，远征中散落在欧洲大陆，其中一些流落到乌拉尔就冻死了。还有一种推测说是猛犸的尸体是由其生长地——亚洲中部和南部，沿着西伯利亚的河流漂流而至的。法国的杰出科学家居维叶于19世纪上半叶发表了科学的断言，猛犸的浑身长毛以及长鼻等生理特征足以表明，它们的原产地就是发现其尸骨和残骸的地方——西伯利亚地区。由于猛犸的骨骼和尸体的发掘地在北极圈外永久冻结的土壤层中，因此，尽管已经历了千百万年的历史变迁，但这天然的冰箱却使尸骨残骸保存完好。从1805年到1900年的近百年间，俄国彼得堡科学院共收到过30则关于发现猛犸的消息，但由于交通运输条件的限制，以及人们的考古科学意识淡薄，人类从未获得过完整的猛犸尸体。而当时发现的骨头、牙齿的数量是惊人的。据统计，第一次世界大战前的俄国雅库茨克城，平均每年出售14570千克猛犸骨，而要获得如此数量的骨头，大约要找到200头猛犸才行。以此推断，当时西伯利亚的猛犸数量十分可观。

1901年，一位猎鹿人发现了一具完整的猛犸尸体，并设法成功地将这具尸体运抵彼得堡科学院。在发掘现场，人们发现猛犸是保持一种“坐姿”死在一个坚硬的大土块上，头骨有损伤，肌肉中有明显的充血现象，胃中尚有没消化的食物——树枝和青草，甚至嘴里还有一束没来得及咽下去的青草。科学家根据猛犸尸体的上述情况及现场环境，对这头猛犸的死因和自然入葬的情景作出合乎逻辑的推测：在远古时代的某一秋日里，一头猛犸漫步在别廖佐夫卡河的河岸边，不时用长鼻子将青草和树枝卷进嘴里，突然，河岸边的土层因河水的长期浸润，承受不了猛犸这庞然大物的体重而发生坍塌，这头猛犸束手无策地陷了下去，当它奋力挣扎总算支撑着站立起来的时候，又有大批沉重而坚硬的岩块砸在它的背上，就这样遭遇灭顶之灾，陷入深渊中，从肌肉充血的情况可以判断出它最终是窒息身亡的。

化石是在地质历史（距今48亿～1万年间）中，经过自然界的作用，保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹。大多是茎、叶、贝壳、骨胳等硬体部分，经过矿物质的充填和交替等作用，形成保持原来形状、结构或仅是印模的钙化、硅化、黄铁矿化、碳化的生物遗体、遗物。也有少数是由于特殊的保存条件而未改变的完整遗体，如冻土中的猛犸、琥珀中的昆虫等。有时在岩层中还保存了古代生物活动的遗迹，如足印、爬迹、穴迹等等。

1 化石是动物或植物死亡后的残体经过长时间而没有腐烂，数年后成为地壳的一部分。有机体自身完好保存，或在沉积岩中的印模，或生存时留下的痕迹(称为遗迹化石)。化石，通常是动、植物死亡后被含水沉淀物迅速掩埋，产生化学反应，然后矿物质加人或有机体被排出。如果这一程序没有发生，有机体会被暂时保留下来，但不会成为化石。

2化石是指人类史前地质历史时期形成并赋存于地层中的古代生物的遗体和活动遗迹。

化石通常根据生物所属的分类的不同，而分别被称为古无脊椎动物化石、古脊椎动物化石、古植物化石，及按不同生物门类而统称的如珊瑚化石、龟鳖化石、松柏化石等。同时，还根据生物个体大小的不同，将能用于研究的化石叫大化石，如腕足动物、三叶虫、高等植物、脊椎动物等的化石；

将古生物遗体或遗迹保存为化石的各种作用被称为化石化作用。形成化石的条件：①古生物要具有能保存为化石的硬体才能保存为化石，不具硬体的古生物在特殊的条件下也可以形成化石，但机会极少。②死亡生物的遗体要能在绝氧的环境下被保存，并不被机械作用破坏。③要有足够的时间，使古生物遗体在沉积物成岩过程中及成岩作用后具有更为坚硬的物理特性和更具化学稳定性。④在以后的地球内、外力的作用下没有被再次破坏而终于保存下来。一个动物群死亡后，首先形成死亡群。死亡群中一部分或大部分尸体经搬运或仍在原地堆积形成尸积群。尸积群中未被有机和无机条件破坏而保留下来的硬体被沉积物掩埋的就叫埋藏群，被搬到远离原来生物生活地区的叫异地埋藏，否则叫原地埋藏。被埋藏的生物遗骸或遗迹在成岩过程中和以后未被破坏而保存下来的就构成了一个化石群。由此又可以看出，能形成化石的只是当时生物群的一小部分，而每一化石群的组成可能是很复杂的。

根据化石的成因，古生物学家把它们划分成几类。

◎实体化石：实体化石通常保存了动物、植物遗体的全部或绝大部分（特别是坚硬的骨骼部分），既有研究价值，又有观赏价值，是一种很珍贵的化石。

◎铸模化石：动植物遗体在保存为化石的过程中，通过挤压作用在地层的岩石表面留下的印模、铸型等称作铸模化石，这种化石能清晰地显示生物硬体表面的精细结构，可以划分出若干类型，其中印痕化石最常见。

◎遗迹化石：顾名思义，遗迹化石主要是动物在生命活动中遗留下来的痕迹或遗物，前者如爬迹、足迹等，后者如粪便、蛋等，恐龙足迹和恐龙蛋就是经过漫长的地质作用形成的著名遗迹化石。遗迹化石是研究动物生活习性及生命活动的重要证据。

◎化学化石

古代生物的遗体有的虽被破坏，未保存下来，但组成生物的有机成分经分解后形成的各种有机物如氨基酸、脂肪酸等仍可保留在岩层中，这种视之无形，但它具有一定的化学分子结构足以证明过去生物的存在的化石称为化学化石。随着近代化学研究的进展，科学技术的提高，古代生物的有机分子（指氨基酸等），可从岩层中分离出来，进行鉴定研究，同时产生了一门新的学科—古生物化学。

“活化石”是在种系发生中的某一线系长期未发生前进进化，也未发生分支进化。更未发生线系中断（绝灭），而是处于停滞进化状态的结果。并须仍是现生的种类。在生境不变，成种率极低的情况下，这些生物在几百万年时间内没有发生什么变化。于是相应的就形成了一些延续了上千万年的古老的生物，同时代的其他生物早已绝灭，只有它们独自保留下来，生活在一个极狭小的区域，被称为“活化石”。

被誉为“活化石”的中国树种有：银杏，银杉，珙桐，香果树等。

在中国被誉为“活化石”的动物有： 国宝大熊猫、水中“活化石”中华鲟等 。

保留在岩层中的古生物生活时的活动痕迹及其遗物叫做遗迹化石。古生物的遗物又可以成为遗物化石。

化石（fossil） 保存在岩层中的古生物遗体、遗物和活动遗迹。化石一词源自拉丁文fossillis，意为挖掘。化石是古生物学的主要研究对象，它为研究地质时期的动、植物生命史提供了证据。中国古籍中早已有关于化石的记载，如春秋时代的计然和三国时代的吴晋，都曾提到山西省产“龙骨”，“龙骨”即古代脊椎动物的骨骼和牙齿的化石；《山海经》也有“石鱼”（即鱼化石）的记述；南朝齐梁时期陶弘景有对琥珀中古昆虫的记述；宋朝沈括对螺蚌化石和杜绾对鱼化石的起源，已有了正确认识。迄今，发现最早的细菌化石为距今35亿年前的澳大利亚瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石。

形成条件 地史时期的生物，只有一小部分与地质环境相适宜，保存下来成为化石：①生物本身必须具有一定的硬体，如无脊椎动物的贝壳、甲壳，脊椎动物的骨骼、牙齿，植物的树干、叶子和孢子、花粉等；②生物死亡后必须迅速地被沉积物埋藏起来，免遭生物、机械或化学作用的破坏；③必须经过较长时间的各种石化作用。生物遗体如果是原地埋藏，就比较容易形成完整的化石，如中国山东临朐晚第三纪中新统山旺组中保存大量完好的动、植物化石。另一种情况是生物死后的遗体可能经受各种搬运作用，这些在异地埋藏的化石，一般都有不同程度的损坏，分选程度较好，有时还有定向排列现象。以生物的遗体、遗迹的埋藏和化石的形成过程作为研究对象的学科，称为埋藏学。

保存类型 化石保存类型一般可分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石。①实体化石是指古生物遗体本身全部或部分被保存下来的化石，如中国抚顺第三纪煤层中琥珀内的昆虫化石，是在严密封闭的情况下保存下来的。西伯利亚第四纪冰期冻土中的猛犸象，是在严寒冷冻的条件下整体保存的。但多数化石仅能保存生物的硬体部分，而且经受了明显的变化，即石化作用。具有几丁质、几丁—蛋白质或蛋白质骨骼中容易挥发的成分（氧、氢、氮）经升溜作用而消失，仅留下碳质薄膜，因而又称炭化作用，如笔石和植物的叶子经炭化作用保存下来。生物硬体的组成物质，部分被地下水溶解，由外来矿物质填充代替，就可以保存原来硬体的微细构造，称为交代作用，如硅化木，其年轮甚至植物细胞形状仍能清晰可见。②模铸化石是指生物遗体在底质、围岩、填充物中留下的印模和复铸物。根据化石与其围岩的关系可以分为若干类型，如印痕化石、印模化石、铸型化石和复型化石。③遗迹化石是指古代生物生活活动时，在底质沉积物表面或内部留下的痕迹和遗物，如脊椎动物的足迹化石、蠕形动物的爬迹化石和动物的排泄物粪化石或卵化石。广义的遗迹化石还包括旧古器时代古人类的劳动工具、文化遗物等。④化学化石是指古代生物的遗体虽然未能保存下来，但组成生物的有机成分经分解后形成各种有机物如氨基酸、脂肪酸等，仍可保留在岩层中，足以证明古代生物的存在。这类化石叫化学化石。

研究意义 18世纪末至19世纪初，英国W．史密斯在地层层序律的基础上，根据化石的纵向分布建立了化石顺序律。这不仅利用化石确定地层时代，且为生物进化提供了证据。古生物学家发现地层层位越高，所含化石类别越多，化石的形态构造越复杂，反映了生物类别从少到多、形态构造从简单到复杂、从低级到高级的进化规律。

生物化石的古生态研究是重建地史时期古地理、古气候的重要依据。每种生物都是生活在一定的环境，适应环境的结果。各种生物在其习性行为和身体形态构造上都具有反映环境条件的特征。利用这些特征就可以推断生物的生活环境，例如海生生物化石珊瑚、有孔虫等反映海洋环境；陆生植物叶片、树根、昆虫等则反映大陆环境。根据一个地质时期各种生物化石的生活环境和气候条件的研究，就可以推断该时期的海陆分布、海岸线位置和湖泊、河流、沼泽的范围等。古环境和古气候的重建对地质历史的了解是十分重要的。此外，生物的硬体部分还可以形成反映古环境、古气候的岩石标志，如贝壳岩反映海滨环境，生物岩礁反映低纬度暖海环境，泥炭或煤反映潮湿沼泽环境等。

化石的类群 古生物与现代生物一样，一般分为低级的原核生物和高级的真核生物两大类，共有5个界，即原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界，界以下依次为门、纲、目、科、属、种等单位。

首先，并不是恐龙身体的各个部分都能成为化石，只有恐龙体内的硬体部分，主要是骨骼和牙齿成为化石的可能性较大，硬体的成分不同，它们保存下来的难易程度也不同，越硬就越容易保存下来。恐龙的骨骼和牙齿的主要成分是1种磷灰石，非常坚硬，所以非常容易保存下来。有时恐龙为了消化食物，也常常像鸡一样吃进许多沙子。但是恐龙吃的“沙子”要比鸡吃的大得多，这些石头一般也很硬，经常在恐龙的胃部被发现，科学家把它们叫做胃石。恐龙的内脏和肌肉等软体部分极易遭腐烂，除特殊条件外很难保存为化石。

硬体条件具备了，让我们看看它们是怎样变成化石的：恐龙死了以后如果恐龙的尸体长期暴露在地面或长久留在水底不被泥沙盖住，就会被其它动物吞食、被细菌腐蚀，或因长久遭受风吹雨淋而被风化。只有那些被迅速埋起来的恐龙才有可能形成化石。

由于地壳运动，恐龙被越埋越深，并且周围的土或沙粒逐渐被压实，有些熔点低的小颗粒融化了，泥沙就变成了岩石。由于地下的温度很高，恐龙硬体或骨骼的成分就会发生某些变化：首先是恐龙的软体很快被溶解了，恐龙骨骼和周围的围岩通过高渗进行成分交换，就像我们腌咸鸭蛋一样，盐通过蛋壳上的微细孔进入鸭蛋内使鸭蛋变咸，地下水的所挟带的矿物质也会与恐龙骨骼内的有机质进行交换。使骨骼的成分彻底发生改变，由于这种交换是在分子水平上进行的，所以经过长时间的物质交换，恐龙骨骼内的成分和周围的岩石趋于一致，可是形状却保存了骨骼的形状。科学家们把这种由生物骨骼经过石化过程变成的“石头”叫做化石。

在漫长的地质历史过程中，已经成为化石的恐龙骨骼还会因地壳的构造运动受到强烈的挤压，还可能被压裂、错位、变形。当埋藏有恐龙化石的地层被抬升到地表之际，人们就有可能发现它们。

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恐龙专家在发掘现场所看到的恐龙化石同博物馆里陈列的恐龙化石完全两样，在大多数情况下是不同种类的恐龙的骨骼错综复杂的堆在一起，而且大而的骨骼往往碎成几块或发生变形，需要恐龙专家把它们分类、拼接、复原。

现在人们能见到的有关恐龙方面的化石主要有：恐龙骨骼和牙齿化石、恐龙蛋化石、恐龙脚印化石、恐龙粪化石、恐龙的胃石和恐龙的皮肤化石等。其中最宝贵的当数恐龙的皮肤化石。因为皮肤属于软体部分，一般情况下恐龙的皮肤很难保存下来，除非是在恐龙的尸体没有腐烂之前，迅速被埋藏。恐龙身体表面与现代蜥蜴差不多，由角质鳞构成，互相并不重叠。有时皮肤印在粘度适当的河边或湖边的泥地上而保存成化石。但是这种情况是很罕见的，所以，恐龙皮肤化石真是稀世之宝。

潜伏在地壳岩层中的化石是一位伟大的 历史 学家。它不用文字，也不用声音，就能将各种恐龙的面貌保存上亿年之久，并高度还原地展现在人们眼前。恐龙化石并非特指骨骼化石，还包括恐龙蛋、恐龙脚印、恐龙粪便等其他遗迹形成的化石。它们在地球岁月的磨蚀下尽显生命的瑰丽和精彩。

辨骨识“龙”

恐龙死亡后，只有躲过食腐动物、昆虫以及细菌等多方视线，并在适当地质作用下，才能有幸成为化石。在这些经历漫长 历史 的化石中，尤以骨骼化石最为人们所熟悉。通过这些石头，科学家们能推断出恐龙的体形、种类、生存年代以及某些生活习性等。不过，比较完整的骨骼化石相对而言还是很稀少的。

妙不可言的科学推断

化石可以向我们传递很多重要的生命信息。例如：古生物学家可以通过判断化石所在的地层层位推断出恐龙的生存年代，或者通过骨骼化石的形态推断出它们是什么部位的秘密武器以及化石所显示的恐龙是否四肢发达、善于奔跑等。再者，化石的形态和结构还会告诉我们恐龙的捕食、御敌行为以及生活方式等。

牙齿会“讲话”

尽管恐龙的牙齿都属于槽生同型齿，终生都在生长，但是我们还是能从牙齿的一些细节上分辨出某一种类的恐龙究竟属于肉食一族还是植食一族。肉食恐龙的牙齿通常长短不一，排列也不紧密。而且，它们的牙齿往往呈匕首状，前后缘或后缘有小锯齿。一些大型肉食恐龙还会在锯齿基部发育出褶皱。这样的牙齿构造应该是为撕裂、咬碎肉类所准备的。

植食恐龙的牙齿通常又平又直，没有锯齿。它们的牙齿排列紧密，为的是便于咀嚼。很多植食恐龙牙齿的形状和大小甚至取决于它们常吃的植物的类型。

巨蛋猜猜猜

作为庞大的爬行动物家族中的成员，恐龙也是通过产蛋来繁殖后代的。恐龙蛋作为我们探秘恐龙世界的一条重要线索，也被地层定格和珍藏。那么，恐龙蛋化石是怎么保存下来的呢？恐龙蛋化石中又蕴藏着哪些秘密呢？

蛋形大不同

恐龙大家族里有很多成员，并且这些成员的蛋的形态有明显的差异。古生物学家通过研究大量的恐龙蛋化石发现：植食恐龙的蛋多为椭圆形，蜥脚类恐龙的蛋接近于圆形，而肉食恐龙等兽脚类恐龙的蛋通常是长圆形或长形的。

摆蛋有讲究

古生物学家对发掘出的恐龙蛋化石进行研究后发现，许多恐龙蛋的生理摆放是有科学依据的。例如：伤齿龙大都将蛋产在河岸、湖边或沼泽等湿润地带。它们会先用爪子在产蛋的地方建好巢穴，然后蹲坐下来，让身体成直立或半直立姿势。这样，它们在产卵时就可以把一个个蛋直立地插入松软的沙土中。这种竖立的排列方式能促进蛋内气囊的发育，从而保证胚胎的顺利成长。

蛋中有“因”

尽管与现生动物的蛋相比恐龙蛋的个头已经很出众了，但这些蛋与它们母亲的体形相比，实在渺小得可怜。为什么恐龙蛋不能再大一些呢？要知道，蛋越大就越需要较厚的蛋壳来支撑。如果这层“墙壁”太厚，睡在里面的小恐龙胚胎呼吸就会很困难。另外，小恐龙出生时想要钻破蛋壳也会变得异常艰难。所以，恐龙蛋的大小也是取决于繁殖后代的需要呢。

窥探胚胎发育的秘密

很多恐龙蛋化石里面珍藏着还未出世的幼龙胚胎化石。古生物学家要先对恐龙蛋化石进行扫描，如果发现胚胎化石，就会小心地把岩石敲开修掉或用化学试剂溶解掉。这项工作看似简单，其实要耗费大量工夫，有时古生物学家们甚至需要用一年的时间才能看到蛋壳中的胚胎骨骼和结构组织。不过，有了这些胚胎化石，我们就能获知恐龙出世之前是如何发育的，从而更全面地了解恐龙的“前世今生”。

恐龙的粪便

恐龙的食量一般很大，特别是大型植食恐龙食量尤其大。因此，它们产生的粪便也很多。可是，由于条件限制，只有少部分粪便会变成化石被保存下来，而且通常识别粪便化石很费劲。通过研究恐龙粪便化石，我们可以知晓恐龙更多的生理信息，重要的是，可以解密恐龙的食性。

食谱佐证

通过研究粪便化石中的成分，古生物学家可以推测出恐龙的食性：肉食恐龙的粪便大都夹杂着一些细碎的骨头残渣，而植食恐龙的粪便里通常有尚未被消化的植物叶片和种子。但是，因为粪便无法在各种外界因素的考验下原样保存下来，所以我们要弄清粪便是哪种恐龙遗留下来的非常困难。

罕见之谜

与恐龙骨骼化石相比，恐龙粪便化石非常少见。这是因为恐龙粪便形状不规则，即使是古生物学家的火眼金睛也很难发现。另外，粪便比骨骼要软得多，受气候、环境、昆虫分解等外界因素的影响，能够保留到现今的概率简直小之又小。

除了以上这些较为常见的种类，恐龙化石还包括一些比较稀有的类型，比如恐龙皮肤印痕、 觅食痕迹、足迹、巢穴等方面的化石。这些珍贵的化石是恐龙专家们研究恐龙的重要资料。

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本期内容节选自青岛出版社 《恐龙图鉴》 。

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1所有的恐龙都起源于蜥脚类动物。目前，人们认为第一批海洋生物诞生于雷合成。他们只有一个细胞，随后基因突变，更多的基因类型出现，然后优胜劣汰，淘汰不合适的。

海里的晚期脊椎动物植物从海里爬上岸。这些植物在恐龙时代之前就占据了世界，包括异齿龙。

3生活在距今约27亿年前的三叠纪，异翅目动物背部有长鳍，长约33米，背部布满鳞片。

为了捕捉猎物，速度尤为重要。尾巴通过用前肢托起身体起到平衡器的作用，整个身体以腰带为枢纽，发展成为具有特殊爬行动物形态的恐龙。

三叠纪末，环境改善，大部分物种灭绝。为了符合先验环境，生物体又开始退化。

恐龙死后，身体中的软组织因腐烂而消失，骨骼(包括牙齿）等硬体组织沉积在泥沙中，处于隔绝氧气的环境下，经过几千万年甚至上亿年的沉积作用，骨骼完全石化而得以保存。此外恐龙生活时的遗迹，如脚印等有时间也可以石化成化石保存下来。

恐龙化石形成步骤如下

1、恐龙死后，倒在地面上；

2、 尸体迅速被泥、砂掩埋；

3、 皮肤、肉体腐烂掉后，只剩下骨头；

4、 在漫长的年月里，泥、砂变成岩石，骨头中的成分被地下的矿物成分所取代（这种过程叫做石化），最终形成化石。

含有化石的岩石受风雨的剥蚀或者人为的切削，最后化石便露出地表。