如果你印象里的琥珀總是和白堊紀恐龍、包裹著小蟲子的黃色“眼淚”綁定,那下面這個發現可能會讓你的時間感狠狠閃一下腰。最近,古生物學家在中國新疆的煤層里翻出了一批極其微小的琥珀碎片——它們來自距今大約3.85億年前的中泥盆世,一口??氣把琥珀最早的可靠記錄往前推了差不多6500萬年。而更令人意外的是,這個時間遠在種子植物出現之前,也就是說,自然界里“流樹脂”這件事,比我們原來以為的要古老得多。
這項研究由中國科學院南京地質古生物研究所和德國森根堡研究所的研究員羅慈航博士及其同事共同完成。他們從新疆和什托洛蓋附近胡吉爾斯特組的一處煤層里,收集了大約10公斤煤樣。把煤塊放進紫外燈下一照,零星的熒光小點就暴露了出來——那正是嵌在煤里的琥珀。在顯微鏡下,研究人員硬是用手工一粒一粒地把它們挑了出來,最終收獲了241塊碎片。絕大多數碎片小得需要瞪大眼睛:直徑普遍在0.1到0.5毫米之間,還沒有頭發絲粗。顏色從淡黃到深棕,半透明到不透明,有些內部藏著微小的氣泡,在紫外光下會發出亮藍色熒光,像一片片嵌在煤里的遠古寶石。
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問題是:這些琥珀到底有多老?
胡吉爾斯特組含琥珀的那一層地層屬于中泥盆統,地質年代非常明確——385??000??000年,也就是3.85億年。而在此之前,被學術界確認的最早琥珀來自晚石炭世,大約3.2億年前,產地在美國,據推測由一類已滅絕的種子植物——科達目植物產生。更近一點的記錄是加拿大晚石炭世末期的琥珀,大約3億年前,它的生產者可能是另一類早期種子植物——種子蕨。研究人員說,石炭紀之前能被確認為琥珀的化石記錄總共就這么兩條。所以,當這批泥盆紀的琥珀被確定年代后,琥珀的地層首發線瞬間從3.2億年跳到了3.85億年,時間跨度相當于往前跨過了一個半侏羅紀到白堊紀的長度。
光有年齡還不夠,它們究竟是不是真正的琥珀?研究團隊用傅里葉變換紅外光譜和氣相色譜?質譜聯用做了化學指紋分析。結果發現,這些泥盆紀琥珀的化學成分,與現代植物分泌的樹脂、以及已知的化石樹脂非常相似。雖然研究者沒有在論文中公開具體的萜類和酚類成分譜圖細節,但這種高度相似已經足以說明:3.85億年前,地球上就有植物在分泌樹脂,并且在成巖過程中變成了我們今天看到的琥珀。
這里出現了一個科學上極有意思的反差:按照經典的教科書敘事,琥珀被認為是種子植物的“招牌分泌物”之一。松柏、科達這些裸子植物,以及許多被子植物,都可以通過表面的特化分泌組織或者內部的維管組織泌出樹脂,用來愈合蟲咬、病害、火傷等機械損傷。樹脂是萜類、酚類等化合物的復雜混合物,在經過埋藏、升溫、加壓的成巖作用后慢慢硬化、聚合成琥珀。然而,3.85億年前的中泥盆世,整個地球上還沒有出現真正的種子植物。這就像你本來以為果凍的發明一定離不開明膠,結果卻在沒有明膠的時代挖出了一碗成形的果凍。
那么,是誰制造了這批古老的琥珀?研究人員并沒有在原文里給出一個具體的植物名字,但化學分析帶來的線索指向了一個更原始的植物類群。可能是一些已經具備分泌樹脂能力的早期維管植物,比如前裸子植物或者某種已經掌握了萜類化學防御策略的蕨類近親。關鍵是,這個發現把“植物分泌樹脂”這項技能的起源時間,往前提到了種子植物出現之前。換句話說,樹脂的先驅不是種子,而是某種更古老的生存智慧。
對于古生物學家來說,琥珀的珍貴之處不僅在于它本身是樹脂的化石,更因為它像是一種古老環境的數據壓縮包。樹脂在分泌的時候黏度極高,偶爾會把路過的小蟲子、孢子、花粉甚至一滴雨水包裹進去,隨著后續的變質作用,這些內含物就被密封在琥珀內部,幾乎原樣保存下來,成為研究陸地生態系統演化的絕佳窗口。雖然這次新疆的泥盆紀琥珀尺寸極小,而且目前還沒有報道其中是否存在生物內含物——部分樣品里只看到了氣泡——但氣泡本身也能提供當時氣體組成、樹脂分泌環境的間接信息。假如未來在同類地層里找到更大塊的琥珀,說不定就能窺見泥盆紀森林地面上的微生物世界。
有點反直覺的是,這241塊琥珀并不是從干凈的砂巖或泥巖里剝離出來的,而是藏在煤里。樹脂在地質歷史中通常不會直接和煤層共生,因為成煤的植物物質大多富集在沼澤環境中,樹脂容易被降解或分散。然而這批琥珀完好地保存在了煤層的細小裂隙和有機質里,說明當時分泌樹脂的植物很可能就生長在成煤沼澤的周邊,樹脂滴落后快速被沉積物掩埋,躲過了微生物的分解。研究人員用紫外光在煤塊表面尋找琥珀,也是利用琥珀在紫外線下特有的熒光反應——這種藍白色的光芒是樹脂中不飽和碳氫化合物和環狀結構的“身份證”。所以,整個發現流程聽起來就像是在
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