哦，无限的空气（三）：填补鱼类到四足动物的空白

文/卡尔·齐默 译/靳 萌 编辑/罗婧奇

哦，无限的空气（三）：填补鱼类到四足动物的空白

文/卡尔·齐默 译/靳 萌 编辑/罗婧奇

格陵兰岛。 摄影/Narayan Mahon/CFP

在这段时间内，古生物学家想要研究四足动物的转变过程，就只能局限在这段空白记录的两端。他们中有一位英国女科学家，名叫珍妮·克拉克（Jenny Clack）。在经历了15年方向错误的研究和由此导致的令人沮丧的失败后，她找到了一些古生物研究领域意义最为重大的化石，并开始着手填补从鱼类到四足动物之间转变的这个空白。

当一些科学家，如罗默和汤姆森，勾勒出他们对四足动物起源假设的草图时，他们必须对化石记录方面的一大段空白进行研究。四足动物的最早起源的线索可以上溯到真掌鳍鱼这样的肉鳍鱼，而后就一跃到了鱼石螈这样的长着已进行完全的腿，并拥有其他四足动物特性的动物。一直到20世纪末，鱼石螈还是人们所发现的惟一的原始四足动物。一些泥盆纪四足动物的化石陆续在世界各地被发现。人们在澳大利亚发现了一块有趣的下颌骨，在巴西则发现了某个部分的一些碎片。但是到1982年，在发现鱼石螈的第5年时，沉默的岩石才又给了我们激动人心的发现。

在这段时间内，古生物学家想要研究四足动物的转变过程，就只能局限在这段空白记录的两端。他们中有一位英国女科学家，名叫珍妮·克拉克（Jenny Clack）。在经历了15年方向错误的研究和由此导致的令人沮丧的失败后，她找到了一些古生物研究领域意义最为重大的化石，并开始着手填补从鱼类到四足动物之间转变的这个空白。我在一次学术会议上见过她，她身材娇小，头发灰白，说话语调温柔，从不愿张扬自己。珍妮是在20世纪50年代长大的。她的原名为珍妮·阿格纽。在珍妮还是小女孩的时候，她的兴趣就和别的孩子不同，她被化石所深深地吸引着。“我总是对动物历史中更早的那部分比对恐龙等动物更感兴趣。”她最着迷的那些化石是长着盔甲的、没有下颌的鱼和有棱纹的三叶虫，还有鲎类和蝎子的祖先等。

20世纪60年代，珍妮在纽卡斯尔大学上学，她的导师是古生物学家艾里克·潘陈（Alec Panchen）。潘陈带领一群研究生在对继鱼石螈后发现的，在那段3000万年的空白之后存在的一些肉鳍鱼和四足动物进行研究。在那段空白中，四足动物似乎经历了巨大的发展，因为在此后的石炭纪地层中找到了十几种不同的四足动物。纽卡斯尔大学的古生物学家们研究了长着可旋转的头的两栖动物，另一些身体像蛇一样的两栖动物，它生活的时代比蛇出现早了2亿年。他们研究了一种身体好像被银行的保险箱砸过一样的扁平的动物。但这些动物的骨骼本身在化石中却是极为少见的。珍妮在取得了她的学士学位后曾希望成为潘陈的研究生，和他们一起研究这些动物，她说：“我请求他给我一个这样的机会，但是没有成功。”

8年过去了，珍妮来到伯明翰，在那里的博物馆工作。她制作了昆虫和鸟类的展示架，在假期带学生们到博物馆看展览。她认识了罗伯特·克拉克（Robert Clack），一位性格比她还要安静的男士。罗伯特从事电脑编程工作，他把大量业余时间用于在采石场寻找化石。珍妮和罗伯特结婚了。他们有时会骑着摩托车穿过苏格兰，停在公路边观察泥盆纪的岩石。1979年，珍妮的上司发现她似乎对目前的工作感觉到厌倦了，于是就建议她为博物馆找一个特别的研究项目并负责实施。珍妮回到潘陈那里，想看看有没有机会。

肉鳍鱼。

但当她把煤块上的石膏拿掉，把它倒过来时，她发现了这个动物的颅骨。这些隐藏的骨头使珍妮的生活向新的方向发展。

这次，潘陈想到了一个项目。1870年在约克郡的煤层矿层中曾发现了一种名叫佛氏螈的四足动物，它生活在3.3亿年前，这种动物形似鳄鱼，在某些方面和羊膜动物的祖先很像。羊膜动物包括鸟类、哺乳动物和爬行动物。这个动物的化石已经在约克郡的博物馆摆放了一个世纪，现在仍然包裹在煤块中，被石膏覆盖着。潘陈很多次试图想把它借出来都没成功，现在他已经放弃了。珍妮比较幸运，当时这个博物馆正要改建，当她提出要借这个化石时，博物馆的工作人员很乐意让她把化石带走进行有益的研究。她将化石带回了纽卡斯尔。刚到那里时，她认为她要做的不过是将化石同煤块分开，花几个星期的时间对它进行细致的描述，然后把它带回伯明翰的博物馆，重新回到她的日常工作中去。但当她把煤块上的石膏拿掉，把它倒过来时，她发现了这个动物的颅骨。这些隐藏的骨头使珍妮的生活向新的方向发展。以前人们只发现过这些动物很少的一点碎片，而在她将她的发现给潘陈看过后，她很快被接收为他的博士研究生。

珍妮在纽卡斯尔大学花了3年的时间重新组合佛氏螈，她对它的耳朵，或者说以后将进化成耳内的那部分骨头给予了特别的关注。1981年她成为剑桥大学动物学博物馆的助理馆长，之后她又花了几年时间完成对佛氏螈的研究工作。就在她的工作即将收尾的时候，她开始思考下一步该做什么。她现在已经是描述早期四足动物骨骼方面的专家了，但是却没有化石让她辨认来源。传言说在前苏联发现了一种泥盆纪四足动物化石，但是由于当时的政策，她无法去前苏联观察这些化石。到20世纪80年代中期，潘陈和其他的古生物学家正在着手研究石炭纪的四足动物，从中找出相互间亲缘关系最近的，或者和现今的生物亲缘关系最近的化石。但是他们仍旧被四足动物的身体结构最初是如何形成的这个问题困扰着。

鱼石螈。

如果珍妮观察过鱼石螈，她也许会找到一些答案，但她却无缘看到。自从赛弗索德伯格去世后，描述鱼石螈的任务就由艾里克·贾维克接手了，他还没有完成这项工作。也许是因为太习惯于在岩层上讨论上百万年前的生物进化问题，有些生物学家发表研究成果的速度很慢。对贾维克这样的从鱼类的角度看待古代四足动物的科学家来说，鱼石螈只是一种肉鳍上长有手指的肉鳍鱼罢了。他研究了数十种古生物的化石，对肉鳍鱼进行了重新分类，并花了25年的时间细致地切分真掌鳍鱼的头骨。他的细分精确到了毫米，将每一个切面都描画出来并进行了拍照，在这些图片的基础上用蜡重塑这种生物的脑和鳃。他一次又一次地发表他所描绘和拍摄下来的鱼石螈的几块骨头的样子，但是最终的著述直到1996年才面世。

20世纪80年代早期，离贾维克最终完成有关鱼石螈的著述还有10年多的时间，而在古生物学家中有一个不成文的规矩，在他没有发表这方面的著述之前，其他人是不能发表任何新的信息的，不管他会用多长时间才能发表。珍妮说：“那时的情况十分微妙，他从20世纪30年代和40年代就开始研究鱼石螈，而直到当时他还没有完成。他已经发表了一两篇论文，其中较长的一篇是描述这种动物的尾部和其他细微部分的。他独占着这个领域的研究。这不是因为他不允许其他人研究这个问题，而是因为其他人都不愿鲁莽地发表有关这方面的论文。每个人都必须尊重别人的研究领域，而有关鱼石螈的课题被公认为是属于贾维克的。”

那么应该怎么办呢？一个声音在她心中低语：“格陵兰。”这个声音来自她的丈夫。当珍妮和他骑着摩托车沿着苏格兰海岸行驶时，他们曾对发现四足动物的化石抱有一线希望，但是那时他们只找到了一些鱼类化石的碎片。他曾经幻想到赛弗索德伯格和贾维克曾经跋涉过的地方去探寻，因为那里是世界上惟一的曾发现过完整的泥盆纪四足动物骨骼的地方。罗伯特说：“对我妻子来说，那些化石是她研究的材料，而因为我是学术界之外的一个爱好者，对我来说，发现这些化石是一件奇妙的事。”珍妮想她丈夫也许不知道古生物学家是怎么工作的。去格陵兰并不像去本地的采石场那么简单，这是一种探险，需要使用直升机，需要带配给的食物和无线电通讯设备。珍妮是一位博物馆工作人员，她知道自己不像那些去过那儿的斯堪的纳维亚科学家那样善于爬山。除此以外，还有其他的合理性因素要考虑，因为几十年来瑞典科学家几乎把格陵兰地区的化石都捡光了，没有人肯资助她再到那里去寻找化石，他们认为珍妮的格陵兰之行不外乎是毫无目的的闲逛，在一个海峡到另一个海峡的勘探中，她所待发现的希望十分渺茫。

这些化石经历了很多风雨，上面的装饰被洗刷一空，内部的海绵状骨头已经被侵蚀了，看上去形似焦糖。但她仍旧能看到这些比鱼石螈略小的头骨，上面长着一对从后面伸出的突起。鱼石螈并没有突起。珍妮找到了她研究的起点。

尽管如此，珍妮还是开始考虑这个想法了，至少，她不再将这个主意当做一种异想天开来看待。珍妮说：“正是罗伯特的鼓舞使我开始了现在的研究。”在瑞典人放弃了去格陵兰的探险之后，由彼德·弗兰德所带领的一支由剑桥大学的地质学家组成的探险队在那里继续工作着。他们的工作从20世纪60年代一直持续到20世纪70年代。他们的兴趣在于标记岩层而不是发掘化石。但是珍妮想知道他们是否在瑞典人没有到过的地方发现了一些鱼石螈的碎片。她来到弗兰德工作的塞奇威克博物馆，同他讨论了她的问题。弗兰德搬出一大堆的资料给她查阅，并祝她好运。

珍妮研读了这些资料，包括杂志上发表的论文、政府的报告和当时的地质勘探笔记。她读了一篇弗兰德的学生约翰·尼科尔森20世纪70年代所写的有关他爬上一座山东南麓的经过。那个地方就在贾维克当年的勘测地址北边。尼科尔森在这份报告中详细描述了泥盆纪的地层情况，并列数了他所发现的化石。在有关胴甲鱼类、肺鱼类和其他肉鳍鱼等化石的方字旁，他插入了一些说明原因的注释。“我们找到了鱼石螈的骨化石。”珍妮的注意力一下被吸引住了。她仔细阅读了尼科尔森的笔记，他写道：“这里有很多四足动物的化石。”

珍妮赶回弗兰德在塞奇威克博物馆的办公室。她尽量让自己平静下来，问弗兰德是否还保存着那些头骨化石，尼科尔森已经到苏格兰的一家石油公司去工作了，但他留下了这些化石。它们被保存在地下室的橱柜中。弗兰德带着珍妮下楼去查找这些化石的记录编号。他拉开一个抽屉，里面躺着几块沙岩，她能在上面看到头骨化石。这些化石经历了很多风雨，上面的装饰被洗刷一空，内部的海绵状骨头已经被侵蚀了，看上去形似焦糖。但她仍旧能看到这些比鱼石螈略小的头骨，上面长着一对从后面伸出的突起。鱼石螈并没有突起。珍妮找到了她研究的起点。

她知道她正在观察的是一个化石中的幽灵。53年前，在艾里克·贾维克在格陵兰进行探险的第一个夏季，他曾同赛弗索德伯格一起沿着高斯·哈尔弗的南岸一起跋涉过。这个地方是赛弗索德伯格命名的，他用一个男子名命名那些山脉，而用一个女子名命名山谷。他们在那里的很多地方找到了肉鳍鱼和鱼石螈的化石。但是在威廉山上，他们找到了半块较小的、长有尖叉骨的头骨化石。他们知道，这是一种与鱼石螈不同的动物，可能它是属于另一个纲目的，但是他们并没有研究更多的东西。贾维克只在1952年就这个动物发表了一篇简略的报告，他将它称为棘鱼石螈（Acanthostega），此外再没有人发现这种动物的其他骨化石了。“我还记得赛弗索德伯格在我们的帐篷里一连坐了好几个小时，翻来覆去地看这个标本，一脸的疑惑。”贾维克1996年写道。