琥珀，帶你穿越至遠(yuǎn)古的寶石

撰文：田莊  攝影：袁稷  審閱：蔡晨陽，邢立達(dá)，王碩

琥珀，也稱虎魄，在傳說中是一種由老虎魂魄結(jié)晶而成的寶石。數(shù)千萬年的時(shí)光沖刷洗禮，讓它綻放出神秘而溫潤的光芒。它的神秘與美麗，讓世人賦予了許多傳奇色彩，甚至于有一種顏色，是直接以琥珀命名的。

從東半球的中國遼寧，到西半球的美國新澤西，從冰天雪地的阿拉斯加到雨水豐沛的墨西哥，地球上有很多地方蘊(yùn)藏著琥珀的礦脈，它們形成的年代和地理位置不同，其內(nèi)含物的多樣性也是大相徑庭，植物來源也大不相同。比如多米尼加琥珀是大約是在1600萬到2000萬年前形成的，這是一種豆科類的樹脂化石，在其中往往是蚊子與螞蟻一類，與現(xiàn)生種相似。而波羅的海琥珀則是4000萬年左右，是松柏類的樹脂化石，內(nèi)容物往往也是蚊蟻類，世人常言的蜜蠟，也更常見于此類地區(qū)。緬甸的琥珀則是形成于9900萬年前的白堊紀(jì)中期，這種由南洋杉木形成的樹脂化石中，蘊(yùn)涵著曾和恐龍生活在同一個(gè)時(shí)空的昆蟲和節(jié)肢類動(dòng)物。

從上億年到一兩千萬年這樣一個(gè)連貫的時(shí)間線，及其被凝固在琥珀中的奇妙的內(nèi)含物，讓科學(xué)家們研究和探討生物的演變，地球古環(huán)境的變遷有了更加連貫的化石證據(jù)。比起我們常見到巖石中保留的古生物化石來說，琥珀的優(yōu)勢(shì)非常明顯。由于巖石中的化石會(huì)因擠壓而發(fā)生形變，展現(xiàn)出來的幾乎都是平面2D的狀態(tài)。但是琥珀不一樣，它是世界上極少數(shù)能夠立體保存生物三維全貌的化石種類。而且琥珀清晰立體的保留了生物體精細(xì)的結(jié)構(gòu)特征，比如昆蟲密集的復(fù)眼結(jié)構(gòu)，或是翅膀上細(xì)致的紋理（翅脈，昆蟲分類學(xué)中重要的區(qū)分特征）還有很多傳統(tǒng)石質(zhì)化石保留不了的軟組織也能在琥珀中得以體現(xiàn)，它甚至能捕捉到昆蟲的遠(yuǎn)古行為活動(dòng)，比如交配，偽裝，產(chǎn)卵等，這有利于科學(xué)家了解這些動(dòng)物行為的起源。

圖為蕈蚊和寄生蟲。琥珀化石記錄了這只9900萬年前的螨蟲吸食宿主營養(yǎng)的寄生行為

另外，科學(xué)家們利用最新的技術(shù)和儀器對(duì)琥珀中的內(nèi)含物進(jìn)行斷層掃描，通過分析，我們能觀察到昆蟲內(nèi)部的肌肉組織，以及許多體外器官的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這些都是前所未有的進(jìn)展，雖然說琥珀的研究已經(jīng)有幾十年的時(shí)間，但科技的發(fā)展總能讓琥珀在生命科學(xué)領(lǐng)域的研究扮演越來越重要的角色。

假設(shè)有一個(gè)科學(xué)家是從研究普通沉積巖化石轉(zhuǎn)到研究琥珀化石，它的感覺就會(huì)像是從看黑白默片切換到HD高清環(huán)繞聲一樣，而這也賦予了琥珀在科研上特殊的地位。

圖為角蟬。
一只在琥珀中保存的非常完好的角蟬

在過去相當(dāng)長的一段時(shí)間里，琥珀及其包含的內(nèi)含物并未有過很好的被大眾所接納。其中一個(gè)很重要的原因就是琥珀內(nèi)含物的標(biāo)本非常微小，這限制了普通觀眾了解和觀察其中細(xì)節(jié)的可能性，只有很少一部分收藏家能夠通過熟練使用體式顯微鏡來感受這些微觀的“大千世界”。那么，通過現(xiàn)代的光學(xué)儀器是否可以打破這中間的體驗(yàn)壁壘呢？如果有一種方式能把琥珀里蘊(yùn)含的微觀世界用肉眼可見的方式進(jìn)行表達(dá)，是不是會(huì)給人們帶來不一樣的自然科普體驗(yàn)?zāi)?？這些問題都說明了：琥珀的拍攝，是讓公眾了解琥珀知識(shí)的關(guān)鍵。

而現(xiàn)在，有越來越多的攝影師運(yùn)用最先進(jìn)的光學(xué)設(shè)備，加上景深疊加的方式來拍攝一些極為微小的物體。其中，來自上海世博會(huì)博物館的袁稷就把他的拍攝重點(diǎn)放在了琥珀中含有的有趣內(nèi)含物上，他的攝影作品讓我們有幸一覽這千萬年前的世界。

圖為蜚蠊。

 一種蜚蠊（琥珀產(chǎn)地：緬甸） 蜚蠊目：Blattodea 蜚蠊科：Blattidae

蜚蠊，又名蟑螂。其祖先可以追溯到距今4億年前，是一種非常古老的昆蟲。與我們所熟知的不同，平常生活中見到的蟑螂其實(shí)只是這蜚蠊科的極個(gè)別品種，它們大多數(shù)生活在野外，以各種有機(jī)物為食。但它們有個(gè)共同的特點(diǎn)就是對(duì)環(huán)境有著超凡的適應(yīng)能力。另外，蟑螂屬于漸變態(tài)昆蟲，不需要經(jīng)過幼蟲，蛹的，到成蟲的進(jìn)化，它們從卵鞘中生出來的時(shí)候就是小蟑螂了，通過不斷蛻皮最終長成成體形態(tài)。其實(shí)在這只蟑螂生活的白堊紀(jì)，曾出現(xiàn)過很多掠食性的蟑螂種類，它們類似今天的螳螂，以捕捉其它的小型生物為食?？上У搅诵律?，所有的掠食性蟑螂種類已經(jīng)完全的滅絕，我們無緣再見到它們的身影。

恐龍羽毛AB面

恐龍羽毛特寫

恐龍羽毛特寫

恐龍羽毛特寫

恐龍羽毛特寫

恐龍羽毛（琥珀產(chǎn)地：緬甸） 獸腳亞目 Theropoda 虛骨龍科 Coeluridae

在2016年，一篇刊登在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《當(dāng)代生物學(xué)》中的論文引起了全世界的關(guān)注：中國和加拿大的科學(xué)家首次在琥珀中發(fā)現(xiàn)了一段帶有羽毛的恐龍尾部。在此之前，恐龍化石從未以如此鮮活的方式保留下來；一根根絲毫畢現(xiàn)的羽毛讓人類第一次能深度了解恐龍羽毛的形態(tài)特征。照片中所呈現(xiàn)的這個(gè)羽毛標(biāo)本，正是由論文的中方撰寫人，來自中國地質(zhì)大學(xué)（北京）的邢立達(dá)副教授親自確認(rèn)過的虛骨龍類羽毛。和鳥類羽毛不同的是，恐龍羽毛具有非常纖細(xì)的羽軸，互生的羽枝，以及發(fā)達(dá)的羽小枝。擁有這些特點(diǎn)其實(shí)并不適合飛翔，科學(xué)家們猜測(cè)這可能起到保溫和展示的作用，這為人們了解羽毛的演化提供了更加充足的化石證據(jù)。

圖為露尾甲

一種露尾甲科昆蟲（琥珀產(chǎn)地：緬甸） 鞘翅目 Coleoptera 露尾甲科 Nitidulidae

露尾甲因?yàn)槠淝食釠]有覆蓋整個(gè)腹部，有腹部的背板外露而得名，其發(fā)達(dá)的上顎也是其標(biāo)志性的特征之一。由于它攝取腐敗植物的食性，經(jīng)?；顒?dòng)于森林底層以及受傷的樹木周圍。在緬甸琥珀中算是一種比較常見的甲蟲。

圖為豆科植物

疑似豆科植物的花瓣（琥珀產(chǎn)地：多米尼加）

這兩片罕見的花瓣來自于多米尼加琥珀，它們應(yīng)該來自于分泌琥珀樹脂的一種豆科植物花朵。在多米尼加琥珀形成的中新世（Miocene），被子植物已經(jīng)不是什么新鮮的話題，植物的分布也和如今的熱帶雨林沒有太多區(qū)別。但是歷經(jīng)千萬年的變化，很多物種已經(jīng)相繼滅絕，根據(jù)琥珀化石的證據(jù)，分泌琥珀樹脂的這種孿葉豆就和現(xiàn)今在南美發(fā)現(xiàn)的孿葉豆樹種是存在區(qū)別的，也就是說，分泌多米尼加琥珀樹脂的植物已經(jīng)滅絕。

圖片為被子植物

一種被子植物（花）（琥珀產(chǎn)地：緬甸）

緬甸琥珀所形成的白堊紀(jì)，是動(dòng)植物演化史上重要的節(jié)點(diǎn)。在這個(gè)時(shí)期，稱霸地球一億五千萬年的恐龍走到了它們歷史的最后篇章，而在植物界，被子植物也結(jié)束了與裸子植物的長期競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，花朵和果實(shí)的優(yōu)勢(shì)越來越明顯，它們將代替裸子植物成為地球上最繁盛植物類群。圖片中的花便是緬甸琥珀中最具代表性的被子植物，雖然花部結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但它已經(jīng)具備了一朵花應(yīng)該有的許多特征。

圖為蕈蚊）

一種蕈蚊（琥珀產(chǎn)地：多米尼加） 雙翅目 Diptera 蕈蚊總科 Mycetophiloidea

蕈蚊可以說是琥珀中最常見的昆蟲了，它們是雙翅目長角亞目中的一員，和我們常見的蚊子不同的是，它們通常以一些腐敗的植物或者真菌為食。在琥珀中，它們經(jīng)常成群出現(xiàn)，生物多樣性豐富，記錄有多個(gè)不同的科和屬。

切葉蟻

切葉蟻

切葉蟻

切葉蟻（琥珀產(chǎn)地：多米尼加） 蟻科 Formicidae  切葉蟻亞科 Myrmicinae

切葉蟻是多米尼加琥珀中非常多的一個(gè)類群，大約可以占到這個(gè)產(chǎn)地中所有螞蟻化石的三分之二，是一種具有特殊社會(huì)行為的昆蟲。很多人認(rèn)為帶有翅膀的螞蟻是單獨(dú)一個(gè)種類，其實(shí)不然，當(dāng)一個(gè)種群中的螞蟻到達(dá)一個(gè)數(shù)量時(shí)，蟻后便會(huì)產(chǎn)下具有繁殖功能的雌性和雄性繁殖蟻，這些螞蟻不負(fù)責(zé)種群內(nèi)的工作事務(wù)，它們的目標(biāo)就是在合適的氣候條件下飛出巢穴進(jìn)行交配，然后找到合適的地方建立新的種群。

刺胸象甲

刺胸象甲

 刺胸象甲（琥珀產(chǎn)地：多米尼加） 鞘翅目：Coleoptera  象甲科：Curculionidae

象甲也稱象鼻蟲，顧名思義，它們有著像大象一樣長長的鼻子，而這其實(shí)是它們突出的喙。觸角從喙部發(fā)出，體表通常具有鱗片，以植物為食。由于象甲的力量很大，這讓他們有足夠的力量從粘稠的樹脂之中掙脫，這也是它們?cè)阽曛休^為少見的原因。

白蟻

白蟻

白蟻

白蟻（琥珀產(chǎn)地：多米尼加）蜚蠊目: Blattodea  白蟻科：Termitidae

與很多人所想的不同，白蟻并不是一種螞蟻。在分類學(xué)上，白蟻歸屬于我們之前介紹過的廣義的蜚蠊目。也就是說，白蟻其實(shí)就是一類特殊的具有社會(huì)性的蟑螂。從演變時(shí)間上來說，白蟻相對(duì)于螞蟻來說要進(jìn)化也相對(duì)早些。在白堊紀(jì)中期，螞蟻的社會(huì)行為還沒有充分建立，有些螞蟻蟻后有時(shí)還需要獨(dú)自出巢覓食的時(shí)候，白蟻的社會(huì)行為已經(jīng)比較成熟。
 

以上學(xué)術(shù)文字由蔡晨陽（中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所）、邢立達(dá)（中國地質(zhì)大學(xué)（北京））、王碩（青島科技大學(xué)）審閱