黃鐵礦化的骨針

晚奧陶世的六射海綿產地：安徽涇縣
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學報（袁一雪）：提到海綿，人們自然而然想到的是一種常見的生活用品，柔軟而有彈性，這是人工合成製造而成的海綿。
但鮮有人知的是，很久以前，有一種來自大海的動物也叫海綿。
就外形而言，海綿距離人們常見的動物的樣子相差甚遠，它沒有頭，也沒有尾、軀幹和四肢，更沒有神經和器官。它一直保持如此原始的樣子，甚至6億年的進化曆程都沒有改變太多，但其頑強的生命力讓海綿從幾次生物大滅絕中幸存下來。
在眾多被研究的古生物化石中，海綿並不顯眼，甚至一些觀點認為海綿化石缺乏地層意義，沒有太多應用價值，但一些古生物專家卻未曾放棄過對海綿的研究，中國科學院南京地質古生物研究所博士李麗霞就是其中之一，她認為，海綿的研究價值遠超過人們的想象。
意外發現
2011年，李麗霞攻讀博士學位期間，在查閱相關文獻資料時發現了一個叫涇縣的小地方。這個小縣城位於安徽省南部，曾經是新四軍軍部所在地，同時也是古生物研究工作開展得比較早的地區。早在上世紀80年代，就有南京地質古生物研究所的老前輩陸續前往這一地區及周邊區域進行古生物學與地層學相關研究。在那裏先後發掘出4.45億年前的腕足類，以及三葉蟲、筆石等化石，但一直沒有與海綿相關的報道。
抱著試試看的心態，李麗霞與導師到達了涇縣的剖麵所在地。“當時，我被眼前的景象震撼了，一個群山環抱的小山村，僅有一條進村的小路，周圍到處都是外形差不多的山包，很難確定哪個是產出化石的區域。”李麗霞回憶道。
沒有氣餒，他們更詳細地研究前人的資料，徒步踏勘了周邊大大小小的山包，終於在一個不顯眼的無名小山包上找到了線索。
最先被找到的是腕足類和三葉蟲，根據形態特征，研究人員推斷這裏的化石屬於晚奧陶世較為特征的赫南特動物群。緊接著，在對上下地層仔細觀察和標本采集過程中，他們不斷發現新的門類，如筆石、棘皮類等。最終，岩石上一些細長如針狀的化石吸引了他們的注意力，李麗霞與導師很快判斷出這些化石就是構成海綿體骨骼的重要組成部分——骨針。
骨針是海綿的骨骼，有些海綿的骨骼也由骨片組成。一般情況下，海綿的軟體很難被完整地保留下來，而且經過時間的蕩滌，海綿留在化石中的痕跡便隻剩下骨針或者骨片了。因此，骨針的出現令研究人員興奮不已。
為了尋找更多的化石，他們從剖麵最下麵開始，一層一層逐層向上采集，終於在發現赫南特動物群之上的一個層位，發現了保存完整的海綿化石，“當時我們激動得都要跳起來了”。李麗霞在接受《中國科學報》采訪時憶起當時的心情。最終，他們采集了兩大箱保存精美的海綿化石，滿載而歸。
由海綿引發的故事
通過分析，李麗霞等人發現，帶回來的海綿化石主要由保存完整的矽質海綿組成，既包括布爾吉斯頁岩型海綿類群，也包括與現生海綿特征極為相似的類群。
判斷海綿屬於不同類群的標準，取決於骨針的類型及其排列方式。因為海綿的分類主要受幼蟲形態、繁殖方式、骨針類型及骨針排列方式等多方麵因素影響，海綿動物死後，其軟體部分往往難以保存，隻有硬體部分才有可能保存為化石。因此，海綿的幼蟲形態和繁殖方式幾乎無從考證，並不適合作為分類依據。但是大部分海綿所具有的類型各異的骨骼，就成為海綿化石最基本的特征，也是海綿動物最基本的分類依據。例如普通海綿綱的大骨針主要是四軸骨針和單軸骨針，骨針往往呈放射狀或者軸向排列，而六射海綿綱的大骨針則均為三軸骨針，骨針多呈規則的網格狀排列，或者不規則排列構成鬆散的骨架。
再通過對海綿化石的保存狀況仔細分析，李麗霞與導師推斷這些海綿當時很可能是被泥質濁流快速掩埋。不僅如此，研究人員更發現這些海綿類群均產自深水、低能且生態位充足、競爭者較少的生態空間中。它們的輻射演化與奧陶紀末大滅絕期間全球性廣布的缺氧事件以及大規模海侵有密切聯係。更重要的是，這是全球首次發現於晚奧陶世的有骨針海綿，填補了這一時期有骨針海綿化石記錄的空白。
未完成的研究
然而，這並不是研究的終點，關於晚奧陶世的海綿研究將一直繼續。
晚奧陶世是一個非常特殊的時期，處於地質曆史上第一次大的滅絕事件期間，大約85%的海洋物種在這一時間後滅絕。
在對海綿的研究中，研究人員通過海綿分類學及係統發育研究，嚐試揭示大滅絕前後海綿多樣性演變細節。而且，通過對奧陶紀末大滅絕期間海綿動物群的埋藏學特征進行探索，進而探討其埋藏環境及保存機製。此外，研究人員還依托剖麵的優勢，對奧陶紀末海綿動物群的多樣性演變、海洋環境背景進行實例分析，力求揭示滅絕事件後海綿動物的複蘇和再輻射模式。
其實，海綿是一種非常重要的造礁生物。最早從奧陶紀開始，普通海綿中的一個分支——石海綿類便開始參與造礁。到了晚古生代，鈣質海綿數量激增，串管海綿等鈣質海綿類大量繁盛，造就了一個大規模的成礁期。此後的三疊紀，海綿依舊是重要的造礁主力軍。
“海綿造礁往往形成不同類型的礁灰岩，由於具備較高的孔隙性和滲透率，這類岩石頗有利於油氣的富集和儲存。因此，研究海綿化石，尤其是造礁海綿對礁體形成和發育的影響對於尋找具有工業意義的油氣田，規劃找油遠景區有著非常重要的意義。”李麗霞表示。
而且，海綿的適應性較強，可以生活在不同深度、不同鹽度的水域中，所以海綿化石對科學家分析了解、恢複當時的古環境提供了非常重要的指示意義。此外，海綿骨針也具有很重要的地質意義，因為有些會大量、局部富集形成燧石層或者海綿骨針岩，這種岩石可以作為一種標誌層，指示當時的沉積環境、氣候變化及構造運動等，對於地層對比也有一定的作用。
“現在，進行海綿化石相關研究工作的人員不多，但其實我國具有得天獨厚的優勢，化石資料十分豐富。未來，依托材料的優勢，結合自身豐富的研究經驗，勢必為海綿化石研究提供巨大的推動作用。”李麗霞表示。而且，新技術、新方法的推廣和應用也為海綿化石的研究注入新的活力。

(责任编辑：鮑勃迪倫)