鲸的方程式（一）：一颗牙齿重建的进化

文/卡尔·齐默 译/靳 萌 编辑/吴冠宇

鲸的方程式（一）：一颗牙齿重建的进化

文/卡尔·齐默 译/靳 萌 编辑/吴冠宇

近1100万年的古代巨鲸的骨骼。摄影/Daniel Reinhardt/东方IC

如果他们找到了一颗裂开的、风化的牙齿，凭着这块仅有的来自数百万年前的哺乳动物的一部分，他们就能宣布那是一只虎，一只懒猴，一只有袋动物，还是一个原始人类。从一开始，鲸的牙齿就已经在帮助古生物学家发现它们真实的历史。

生物是其进化历史的产物，在它们互有关联的历史上由于受到胚胎成长方式的约束，它们之间可能保持着一定的一致。有些化石中的生物似乎与现存的生物没有任何关联，而另一些则看似是其他许多生物的随机组合。但是，直到今天，牙齿在区分动物种类的方面依然保持着十分突出的地位，至少在哺乳动物领域里是这样的。当我们出生时，骨骼还没有成型，软骨不得不成长和整合，并在我们成长的过程中变得结实，但是牙齿是一个例外。当齿尖、牙缝和牙根在一个婴儿的颚中成型时，他们的表面特征就会保持终身。如果考古学家找到了一根单独的大腿骨或者肋骨，他们通常很难对骨头的主人做出太多的判断，但是如果他们找到了一颗裂开的、风化的牙齿，凭着这块仅有的来自数百万年前的哺乳动物的一部分，他们就能宣布那是一只虎，一只懒猴，一只有袋动物，还是一个原始人类，并且当他们这样做判断时，心里会想着：一个魔术师在工作呢！

从一开始，鲸的牙齿就已经在帮助古生物学家发现它们真实的历史。1832年，费城美国哲学学会会长收到了一封信和一个盒子。这封信来自路易斯安纳州，一个自称“法官”，名叫布雷的人，盒子里是一块面粉盒大小、45磅重的岩石。“你没办法指望一个最近30年都在遥远的路易斯安纳的森林中度过的人写出一篇科学论文，在那段时间里，他的一生已经完全地贡献给了农业”，布雷这样描述自己。他简单地描述了考德威尔的沃希托河边的一座山，在那里他找到过海贝壳的化石。“大约3年前，在一个漫长的雨季之后，山的一部分在河边坍塌，然后露出了28块这样的骨骼，在那之前，它们一直被40英尺厚的土地覆盖着。住在那附近的一个人向我描述说，这些骨骼刚被发现时排列了400英尺长，中间有一些间隔。那个人毁坏了其中的一些骨骼，把它们丢进了火炉架。我保留了剩下的那一部分。如果我可以猜测这些骨骼的主人是谁的话，我想它们一定是一头海底巨兽的一部分。”

这块化石到了理査德·哈兰（Richard Harlan)博士的手中。他当时是美国为数不多的古生物学家，是理査德·欧文爵士门下的朴素学派。和欧文一样，他是一个外科医生，在费城阿马斯医院工作，但是他在物理化学、地质学、动物学和比较解剖学方面是一个天才。当那些动物的残骸送到他这里时，哈兰对它们进行了描述，分辨它们到底是秃鹰、猩猩还是猛犸的牙齿。有一块在密西西比河口被发现的并且被认定是海生巨蜥的骨骼，经他的观察，最后认定其实是属于一头抹香鲸。

中世纪绘画，爱尔兰僧侣圣布伦丹（St.Brendan）与他的同伴乘坐皮革圆舟航行遇害。圣布伦丹（St.Brendan），生于484年，喜欢航海，10世纪出版了《圣布伦丹航海》一书。 摄影/文化传播/FOTOE

艾尔弗雷德·科克在纽约展出的海蛇模型。

哈兰是一个谨慎的居维叶主义者。灾难消灭了这个星球上曾经的居住者，而新的居住者们将占据他们的位置。但是，“在物种之间，自然界已经划了一条清晰的分界线。时间无法改变它，人类的诡辩也无法将其抹杀”，他说。他看了布雷在路易斯安纳发现的巨大椎骨，他试着通过这块骨骼来重塑整个动物。哈兰认为这块骨骼来自一种巨型的、已经灭绝的海洋爬行动物的脊柱，可能有100英尺长。“如果将来发现这个化石的尾骨、颚和牙齿并且能证实我今天的判断”，他写道，“我们可以欢呼地认为这个动物的名字是蜥王龙（现在称为龙王鲸），意思是‘爬行动物之王’。”

当哈兰把从布雷送来的化石上所得的发现于1835年出版时，南方发现了更多的骨骼。在阿拉巴马州，法官约翰·克雷(John Creagh)，在耕种中找到了大量埋藏在石灰石中的骨骼，岩石非常坚硬，他不得不把这些化石从中弄出来。当哈兰看到了克雷的发现时，他意识到这些骨骼和布雷发现的非常吻合。在同一区域的岩石中，克雷成功地发现了肋骨，巨型手臂的骨骼，和一个存有几颗牙齿的颚骨。如同土豆大小的牙齿让哈兰停顿了一会儿。有一些牙齿是细的，而在后方的则很粗。哈兰知道，海洋爬行动物的牙齿和其他爬行动物是一样的。并且只有哺乳动物嘴里有不同的牙齿——包括后臼齿、前臼齿和门牙。因此他对他以前的声明产生了一些怀疑。他惟一做出的改变是：认为这种爬行动物可能有150英尺长。

根据他对牙齿和骨骼的研究，欧文愿意相信它是一头奇怪的巨兽，但不是一个水生怪物，而是一头巨鲸——“那是哺乳动物中最罕见的种类之一，地球的变化已使它灭绝了。”

当龙王鲸的说法传到欧洲时，欧洲正处在另一组哺乳动物牙齿化石的争论中。居维叶1804年发现的负鼠化石来自新生代的最早期，离现在6500万年。每个人都认为，哺乳动物最早可以追溯到新生代；在中生代的过程中，仅有的脊椎动物是爬行动物和鱼类。当拉马克进化主义者看到这个现象时，他们觉得欣慰：这证明哺乳动物是脊椎动物进化中最新的变化，但是1812年在英国斯通费尔德发现了一块中生代的哺乳动物化石。这将导致一个概念：哺乳动物和恐龙生活在同一个时期，它们彼此不联系而且是被分开创造的。这确实是进化论者不愿意听到的。那块岩石毫无疑问是中生代的，并且进化主义者也不能否认那确实是哺乳动物的化石，因为它的牙齿并不相同。当哈兰向世界展现这个存在不同牙齿的龙王鲸口腔时，进化主义者找到了自己的理由：在斯通费尔德发现的动物一定是龙王鲸的近亲，那也就是爬行类。中生代再一次变成了没有哺乳动物的时代。

《圣经》里的巨型海怪，诞生于创世的第五天。据希伯来神话记载，巨型海怪将在一次终极大战中被大天使加百利打败，众神还用巨型海怪的皮制成帐篷，在里面举行宴会庆祝“弥赛亚”的到来。阿瑟·里汉绘，1908年。 摄影/文化传播/FOTOE

1839年，拉马克进化主义者邀请哈兰去伦敦参加一个地质学会的会议。哈兰本人不是进化主义者，他很有可能并不知道他将卷入的是一场什么样的战争，他也不知道当他到达英格兰时，为什么里查德·欧文见到他时会这样高兴。这些年欧文停止了他在肺鱼、黑猩猩和鸭嘴兽上的工作，全心投入到反对拉马克进化主义者观点的战斗中。当他看到斯通费尔德的颚化石时，他看到了哺乳动物。他决定要摧毁它和爬行动物之间的联系。当哈兰到达伦敦时，欧文向他透露了龙王鲸的牙齿的信息。

几周后开会了，欧文站在了讲台上。他否定了哈兰的水生爬行动物的观点。一个长形的中空的颌骨在抹香鲸身上很常见。脊椎骨末端微微的凹陷也是哺乳动物的特征，而不是爬行动物的，它们中间的大孔——一条脊索的贯穿之处也是与鲸脊椎骨的形状相同。但对于欧文来说最重要的是牙齿。他仔细地研究了它们，甚至将它们切成薄片在显微镜下观察。前面的几颗只是简单的尖牙，而后面的每对牙齿则在中间融合并嵌入一对牙槽。没有任何已知的爬行动物或者鱼类有这样的牙齿；真正的水生爬行动物的牙齿都独立地嵌入牙槽。另外，在显微镜下观察，海生爬行动物牙齿只有规整地穿过中心轴环隔开的简单的裂口的管，并波动下面的细管。但是龙王鲸有一个和水生哺乳动物相同的体系，在表面有一层薄薄的结合层，而在其下面是会波动的细管。根据他对牙齿和骨骼的研究，欧文愿意相信它是一头奇怪的巨兽，但不是一个水生怪物，而是一头巨鲸——“那是哺乳动物中最罕见的种类之一，地球的变化已使它灭绝了。”

哈兰谦逊地听着欧文在“龙王鲸”上的新见解。后来他回到了在费城的家，1842年他得知，在克雷法官的耕地里又发现了一具65英尺长的脊骨，带着一个大块的头骨，那看上去明显是一头鲸而不是爬行动物。第二年，哈兰去世了，终年47岁。那时的他只是在美国有些名气，而现在即使在美国也并不有名。但是哈兰获得了对欧文的些许胜利。为了完全抹去拉马克进化学派对于“带着哺乳动物牙齿的爬行动物”的影响，欧文想要把哈兰的化石的名字从“龙王鲸”改成“轭齿鲸”——意思是轭状的牙齿。欧文在伦敦的会议上宣布，“哈兰博士……认为那巨大的霸主，就像它过去被认为的那样，有着一个蜥蜴的表皮。这样的观点应该废除。”但是分类学是一种承认先入为主的科学，骨架还是用着哈兰起的名字。

欧文非常愤怒，他写信给伦敦的报纸，他说那些水手的传闻就好像有人捧着海象跑来，并且坚持说那就是随着恐龙一起灭绝的爬行动物一样可笑，而科克到处展示的东西是欧文以前展示过的鲸。

就在哈兰于1832年在费城给龙王鲸加冕的时候，密西西比的圣路易斯有了一座小型的博物馆。大约有25年的时间，人们可以去观赏魔术和鸟模仿术，可以观察在石棺中的古埃及木乃伊和肯塔基州洞穴中的印第安木乃伊，吉姆·科洛和智普·科恩的蜡像，著名的暹罗双子，活的熊，美洲鳄鱼，以及有关法国革命、泰晤士河底隧道和奥斯德利兹战役的图画。博物馆的主人是一个德国移民，名叫艾尔弗雷德·科克（Albert Koch)。与欧文和—样，他是一个古生物学家，但是他没有来自学院或者医院的薪水。当他不经营博物馆时，就辗转在密西西比河谷寻找化石，徒步跋涉河流，与疾病斗争，吃的是咸肉和面包。1839年，他挖到了一个巨大的乳齿象骨架，他把它命名为“密苏里姆”。他把这具骨架在美国巡回展出，并依靠展出的钱来补贴他的探索。在费城，科学家们研究了这具骨骼，他们指出艾尔弗雷德·科克把这具动物骨骼加工变大了：在脊柱处加了另一头“密苏里姆”的骨骼，并加了木块以使它显得更大。科克没有把他的大家伙藏起来，而是把它运到了欧洲。1842年，他在伦敦的皮卡迪利大街展示了这具骨架，且宣称“它是动物界的王者和最值得骄傲的纪念碑”。在欧文参观了这具骨骼后，大英博物馆把它买了下来，付给科克1300英镑，然后把它缩回到合理的尺寸。

科克很清楚该怎样用这笔钱。受阿拉巴马海洋巨兽传说的引诱，他立即航海回美国。1845年1月以前，他在克拉克斯维尔——离布雷“法官”挖出化石的地方的不远处，发现龙王鲸化石在那里寻常到了被用作家具的地步，居民用它来支撑火炉的木柱，或者做蜂箱的楔子。但是他花了几个月的时间才找到一副完整的骨架，在此之前，他只找到了鲨鱼的牙齿和其他一些海洋动物的骨骼。

3月份，一个来往于牧场和华盛顿议会的信使看到他致力于化石研究，就告诉科克他在议会听说有一具90米长的石化鲨鱼，那里的人想把它挖出来，但是那些骨头都太重了，挪不动。显然，信使的来回要花些时间。因为当科克对此表示兴趣后，他要骑马走40多英里的路才能到华盛顿去看看骨骼是不是还在那里。科克焦急地等待着他的回音。信使在路上时，3个男人和1个女人与他进行了谈话，他们自称也在寻找海洋巨兽。由于水手们说曾在航海时看见海洋巨兽在船边遨游，海洋巨蛇的传说盛行于美国和欧洲。在阿拉巴马的荒郊野地找到它们的骨骼是令人难以抗拒的。两天后，信使回来告诉科克，化石还在那里不曾被人动过。

科克骑马去了那里，他穿越了被风暴破坏的森林和黄热病肆虐的山谷。当他到达那个小镇时，他发现信使描述的不是一头鲨鱼，而是海洋巨兽的脊椎骨。科克把它们锁在了一所废弃的监狱里。一个白人男孩和一个奴隶看见他在骨骼上使劲，就告诉了他有关仍在地下的化石的事情。他们把他带到斯坦伯格的一处田野，在那里，他看见了他梦寐以求的东西：蛇状动物的骨骼围成了一个巨大的半圆。

科克花了3个月的时间来挖掘斯坦伯格的化石。在老华盛顿议会附近，这些骨骼比在克拉克斯维尔还要寻常：人们把它们用作花园的门石，用它们烧取石灰，作为烟囱的塔角石，还把它们当作睡觉的枕头。科克在烈日下用斧子挖掘这些骨骼，铁制的工具烫伤了他的皮肤。他辞退了一个醉鬼助手后独自工作，那个醉汉差点不小心敲坏了化石的颚骨。当他完成时，他用了5辆货车满载着化石，那是当时世界上一次性发现的最多的鲸化石。

很难判断科克是否知道龙王鲸事实上是一头鲸。当他带着“密苏里姆”旅行时，他到达了伦敦，这是哈兰在那里公开出现3年之后了。他在斯坦伯格找到的那具头骨，它上面的牙齿其实和哺乳动物十分相似。如果他真的知道这些，那么他一定保守了这个秘密：当年8月份纽约的报纸上到处是艾尔弗雷德·科克博士(这是当时他对自己的称呼）发现的、目前在百老汇阿波罗大厅展出的长达114英尺的海蛇的文章。“正在阿波罗大厅的丢卡利翁海蛇，几乎是世界上最令人尊敬的东西。”《纽约解剖学报》这样描述。而《纽约福音报》的描述则更为尊敬：“有谁知道它有没有见过方舟，有谁知道诺亚有没有从窗户里看见过它，有谁知道它是否到过阿勒山，有谁知道多少旧时的死亡和邪恶的巨兽被它湮灭？”

超萌白鲸镜头感十足，对相机大摆pose友善可爱。 摄影/chinafotopress/CFP

42岁的摄影师Andrey Nekrasov在一个20英尺深的水池中，用镜头拍摄一头名叫“雪球”的雌性白鲸。这头白鲸似乎对镜头有着特别的好感，她和名叫“冰激凌”的雄性白鲸伙伴似乎十分渴望成为镜头捕捉的对象。 摄影/chinafotopress/CFP

科学家们就没有这样客气了。他们发现“密苏里姆”并不是来自一个生物，它的石化脊骨中有些还比较年轻呈现海绵状，而有些则显得更老而易碎。脊索中有些很细，而其他则和钢索一样粗。科学家们认为，科克不只有一具动物化石而是有5具。它们不是海蛇而是绝迹的鲸——古生物学家们认为科克事实上是把几种不同的鲸拼合在了一起。一个来自华盛顿议会的绅士写信给波士顿自然历史学会，他说一个人怎么能够知道分布在阿拉巴马大草原上的骨骼来自同一个动物。阿拉巴马草原上的人们嘲笑着纽约报纸上关于科克的重大发现的报道。“科克博士可以轻而易举地把骨架做成300英尺长，这和把它做成114英尺长一样容易。”他写道。

科克再一次带着他的骨架逃到欧洲来作为对美国人的质疑的回复。他在莱比锡市展出了他的发现。普鲁士国王威廉四世深为打动，他为他的解剖博物馆买下了那些化石，给了科克一笔薪金作为生活费。

1848年，科克回到了阿拉巴马并发现了更多的化石，他把它们串成了一个96英尺长的海蛇然后带回了欧洲。新的发现促使人们询问欧文是否相信还有这样巨型的海蛇在海里遨游。欧文非常愤怒，他写信给伦敦的报纸，他说那些水手的传闻就好像有人捧着海象跑来，并且坚持说那就是随着恐龙一起灭绝的爬行动物一样可笑，而科克到处展示的东西是欧文以前展示过的鲸。

这是科克与欧文的最后一次瓜葛。他回到了圣路易斯并以哲学教授的身份在那里定居。他一直在田纳西寻找煤矿和铁矿，但是再也不寻找化石了。1871年，他从前收集的骨骼化石在芝加哥大火中付之一炬，但是科克的名声并不仅仅只是一个骗子。当他开掘“密苏里姆”时，他发现了骨骼旁的石斧。他首先猜测印第安人可能与乳齿象同时生存过。很久以后证明他的这个观点是对的。几年后，他在无所事事的生活中死去。后来，当工人们因不为所知的原因挖出他的尸体时，他们惊讶地发现他的尸体石化了。这个古生物学家自己变成了化石。科克很会骗人，他死的时候让人把他的尸体和他收藏的化石调包了。