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祖鸟进步 （始祖鸟前、后颌均生齿），但也由此证明奥斯特隆与卡特的论断， 始祖鸟是鸟类进化过程中的侧枝，它保留了一些接近恐龙的特点。这也说明， 鸟类的早期就已经分化了。 这只鸟飞行能力尚差，与始祖鸟一样，只能滑翔。它的生活环境，根据 保存化石的岩层特点推测。属于热带森林里的河湖，由于洪水暴发，迅速掩 埋所致。有幸的是，它竟成为举世罕见的珍宝。 这只鸟化石命名为protoavis，意为原始鸟。 化石公园之谜 化石公园位于美国加里福尼亚州洛杉矶附近的兰乔来布拉，称为汉柯克 化石公园，属洛杉矶市博物馆管理。 为什么会称为化石公园？ 先让我们来想象一下1500年前的某一个拂晓。雾气朦胧，云烟缭绕，在 晨风吹拂中，像轻纱似的漫飘舒卷。四周的山峦隐现于淡云薄雾之间。山下 是一片葱绿的草地，露珠在草叶上滚动，虽是晨光熹微，却也晶莹耀眼，仿 佛夜来的仙女把无数珍珠洒落在翡翠之上。山麓的疏林之内，不时传来清脆 悦耳的山雀鸣声，它首先向这块无人的原野报告黎明。随后，成群的野兽、 飞鸟被唤醒，于是，它们开始一天的活动了。 草地上，过来几只骆驼和野牛，或在悠闲地漫步，或在津津有味地吃草。 野马不时穿过它们的身旁，东奔西跑。恐狼睁开狰狞的眼睛，从林间钻出， 贪婪地东张西望，正在寻找 “早餐”食品。树丛间，猛犸象慢吞吞地举步前 行，用它特有的鼻探测开路，左右挥动，向草地走去，不时地还抽动自己的 厚皮长毛，抖落背上的树叶和腹部的泥块。剑齿虎、棕熊、山狗正在觅食， 这是群凶残成性的暴徒、树獭和松鼠慌忙爬上树枝逃命。 天空中，隼、鹰、鹫、兀鹰、秃鹰等猛禽盘旋飞翔，以它们锐利的双眼 一遍又一遍地对地面侦察搜索，也企图捕获猎物充饥。偶而，不幸的小松鼠、 小野兔、小鸟被它们发觉抓住，从此丧生。 在绿草如茵的盆地中央，闪耀着一面明镜似的沥青湖。乌黑的表面在初 升的旭日光芒下，反射出缕缕银光。特别是阵雨初过，湖山如洗，这里显得 更加生气蓬勃，飞禽走兽往往不约而同来到湖滨聚会喧闹。 沥青湖不同于一般积水的湖泊沼泽，在湖底，由于岩层发生断裂，而正 巧这里又有含石油、沥青这类的液态有机物质的地层，沥青受到地下岩层压 力而沿着裂隙上升，于是在地表的洼凹上汇集起来，遇上低温，就凝固成熔 胶状，形成粘性很大的沥青湖。 盈盈的积水吸引着它们，笨重的猛犸象伸过脖子去汲水解渴，第一口清 凉的饮料流进肚底，顿时感到神清气朗。它仰天长啸一声以后，往前跨越一 步，企图到湖中间再痛饮一顿，没想到前脚陷下去了。凭着它在陆地上的经 验，借后脚用力一蹬，想纵身跃起，不料反而更糟，四脚全都跌进粘糊的沥 青湖内。虽几经奋力挣扎，咆哮助威，都无济于事，甚至比原先陷得更深。 精疲力竭之余，只得垂头丧气，等待着死亡的降临。可怜的骆驼和野牛，也 都遭样同样的命运。 谁也没有料到，更残酷的悲剧紧接着开幕了。翱翔于天空的鹰鹫凭它那 敏锐的目光首先发现了愁困在湖中的猎物。它一声鸣叫，划破长空，拍动双
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翅，斜冲而下，落脚在垂死的猛犸象、骆驼或野牛的背上，立刻伸出尖锐的 喙啄食受难者的颈背上的皮肉。在一顿饱餐之后，猛禽得意地展开双翅，飞 扑着准备起飞，不断翅膀沾到了沥青，再使劲鼓翅，企图抖落，谁料沥青愈 粘愈多，最后，成了猎物的陪葬。 恐狼、剑齿虎、棕熊和山狗，闻声而至，眼看湖内有那么一大批丰盛的 美餐，垂涎欲滴。它们张开血盆大口，纵身一跃，敏捷地用匕首一样的特有 犬齿直刺猎物，鲜血涌流而出，成块的肌肉被扒了下来。为了争食，各不相 让。结果有的四脚一滑，也跌进沥青湖中，再用劲上爬，无非是徒费力气， 求生的希望终于破灭，半身陷进 “泥潭”。 这许多性情暴戾的禽兽，曾是陆上飞扬跋扈的霸主，此时到了穷途未路， 与它们的猎物同归于尽。 飞禽走兽，虫豸蛇蜥，所有落到沥青湖上的动物，都难逃灭顶之灾。这 个不过0.14平方公里 （不及北京北海公园的三分这一）的魔湖，竟成了可怕 的天然陷阱。 随着岁月的流逝，接踵而来的无知动物，一年复一年地在此沥青湖内遇 难并掩埋下去。它们的皮毛肌肉，虽已腐烂消失，而它们的骨骼、牙齿、蹄 爪、坚角却成为无数珍贵的化石，纪录了过去自然界的惨迹。其中有一处不 到20平方米、深约3米的岩层中就采获到6000件以上比较完整的标本。古 生物学家到这里，面对着成堆白骨，暗地里幸灾乐祸，拍手叫好： “这是多 么稀罕的天然化石仓库，这是多么有趣的化石世界！” 然而，任何价值连城的宝库，尚未开发以前，总是默默无闻的。 1875年，一批欧洲殖民者根据前人的记载到这里来找寻石油，意外地获 得了第一块化石标本，顿时兴上心头，无比欢欣。于是，结合沥青矿的开采， 有计划地进行发掘。一百多年来，在这个小小的古代陷阱中陆续发掘出数量 颇为惊人，种类繁多的化石，经过清理以后，统计出化石清单如下： 恐狼1646条 剑齿虎2100头 山狗239条 野牛159头 西方马130匹 地獭76只 骆驼36匹 猛犸象20余头 其它还有棕熊、獾、鼬、狐狸、鹿类、松鼠及其他小型哺乳动物和 133 种鸟类、爬行类、蟾蜍和旧石器时代晚期有人工划痕迹的骨器等等。 科学家把这许多动物的类别加以百分统计，结果十分有趣。以第3坑掘 出的1040件比较完整的大型哺乳动物化石为例，仅恐狼和剑齿虎等食肉类猛 兽就有815件，占总数的80％左右，鹰、鸮等猛禽计54种，共562只，占 鸟类总数 80％；如仅以剑齿虎化石统计其年龄，幼体占 16.6％，青壮年占 82.2％，其余占 1.2％。由此表明，本文开始时描述的那一幅悲惨的画面， 是当时历史真实的写照。 大约在五十年前，这里正值挖 “龙骨”高潮，约有96个坑洞。后来，这 里的土地领主阿伦·汉格克就将这块魔湖的遗址捐献出来，辟为化石公园。 现在，已由洛杉矶博物馆将所获的化石整理陈列，或加以复原，供游人参观 和科学家研究之用。 猛犸象之谜
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五十多年前国际地质学大会在苏联莫斯科召开时，主人曾以猛犸象作招 待。 此后，猛犸象就从古生物界破门而出，成为经常出现在报刊上的新闻题 材！ 那么，猛犸象到底是一种什么样的动物？ 据地质学家、古生物学家的共同考证，大约在距今20万年前，最早的猛 犸象就随着地质历史上最后一次大冰期的到来而出现，它的足迹曾遍及欧、 亚、北美各大洲的北部。直到距今一万年前，才又随着冰川的消退而绝灭。 人们发现在严寒的西伯利亚地区它的化石遗骸埋藏最为丰富，据估计约有 25000余具，其中皮肉尚未腐烂，甚至看得出形态面貌的，达25具之多。根 据这些难得的材料，我们可以大致知道，它的身长超过6米，体高超过4米， 嘴巴上的大象牙长度超过1.5米，估计它在活着的时候的全身重量超过5吨。 少数巨大者，可能还不止此数。因为曾发现过长达 4.5～5米、单只重量达 400公斤的大象牙。在尚未溃烂的遗体上，人们还可以见到它全身披盖着浓 密的棕褐细绒毛 （约2.5厘米长）和较长的粗毛 （约9厘主长）。在其皮肤 底下，还储存着厚厚一层脂肪。由此可见，猛犸象是生存繁衍于天寒地冻环 境里的喜寒动物。 为什么猛犸象的遗体能保存如此完好 （皮肉尚未腐烂）？地质学家与古 生物学家曾提出过种种解释。 最普通的说法是，它们生长在冰川边缘的冻土苔原地带，当夏季时节， 有时走到冰川上，不慎失足掉进表面被薄冰封冻的冰裂隙中，于是就像放在 一只巨大的冰库内，与世隔绝。直到当到气候转暖，冰川融化，才被发现， 所以皮毛犹存，肌肉可食。 但是，这种说法，经不起仔细推敲。 首先，如果猛犸象是掉进冰裂隙内由于缺食而饿死，那么，肯定是慢慢 地被冰冻而死。然而，冰冻实验表明，肌肉慢冻时，细胞里的水分就会结成 大型晶体，细胞被胀裂，肌肉也逐渐腐败，这样，就不可能被食用。 其次，如果猛犸象是掉进冰裂隙的，则埋葬它的地层及其岩石应该是冰 川堆积物——石块与泥砂非常混杂的堆积。但如今发现埋葬猛犸象的地层却 是淤泥层，更确切的说，是一种含有有机质较高的腐泥质土壤。 还有，根据西伯利亚几十万年来的地质与地貌特点考察，可以证实，以 猛犸象生存时代，该平原地区并无冰川发育，只在高山区有山谷冰川出现， 而猛犸象化石却正是埋藏在平原地区。更矛盾的是，1976年在西伯利亚还发 现过一头猛犸象幼体与野马、巨虎在一起；在阿拉斯加的相当地层中，也掘 出大野牛、狼、美洲狮等化石，然而它们都并非是典型的喜寒动物，也就是 说，它们的生活环境与冰川无多大关系。 于是，有人怀疑猛犸象不一定生活在冻土苔原上，而可能生活在更往南 一些的寒带草原上。是死亡掩埋以后，顺着流向北冰洋的河流冲到下游而被 人们发现的。可是，许多猛犸象的骨架相当完整，没有被流水冲散的迹象， 还有的尸体是站立着的 （例如1900年发现于西伯利亚别烈索夫卡河的那头， 现陈列在圣彼德堡动物博物馆），也不像被水流冲击过。另外大批猛犸象化 石的发现地点并不在河边，而是在两河之间的 “河间地区”。所以，“冲积 埋藏”的说法也难以令人接受。 这样一来，猛犸象的死因就成了一个疑团，于是人们又作了两个设想：
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是地极迁移之故？——意思是猛犸象原先生活的地方并不是十分寒冷， 而发现猛犸象化石的地点多靠近极圈内外，这是由于地极发生位移即地轴变 动的结果。可是古地磁资料无法证明地轴在猛犸象生存的前后直到今天有过 突变。天文学家与地球物理学家还认为，假定地轴转动发生突然变位，其力 量极大，所加的压力足以扯破地壳。 是大陆漂移吗？——猛犸象并非生活在冰天雪地，而是活跃在比现在的 北极圈更南的地方。只是由于大陆漂移将它的埋葬地 （即当年的生活地）漂 移到极圈附近了。可是，近代海洋地质学的研究告诉我们，目前海底扩张和 大陆漂移的速度每年约为5厘米，由于种种原因，有的将更为缓慢，能否在 几万年之内移动那么长的距离，值得怀疑。 在这许多矛盾交错的疑团面前，古生物学家是怎样思考问题的呢？他们 从猛犸象本身特点，诸如浓密的绒毛和粗毛、厚实的皮下脂肪组织、以及从 许多尚未腐烂的猛犸象尸体的口腔、牙缝和胃囊中取出的食物残渣分析，坚 持认为它们是在冻土苔原上生长，并就地埋葬的。特别是1972年发现于西伯 利亚雅库次克东北方向的山德林河中游右岸的猛犸象，从冻结内脏的解剖得 知，它们的主要食物 （90％以上）是草本植物——禾本科和香蒲的叶、茎、 赤杨、柳和可能是白桦的嫩叶；以及草莓的叶子和青苔等。特别引人注意的 还有金凤花，这种草本植物目前尚生长在苔原带上，每当夏季 （约在5℃以 上）来临之际，水分和阳光都比较充足时，鲜花盛开。从对食物残渣的分析， 未曾发现这种植物的成熟种子 （或孢子），说明这头猛犸象的遇难夭亡的日 期正值盛夏季节。 于是，新的问题又提出来了，盛夏季节，无论气温和食物都对猛犸象的 生存有利，为什么偏在这个时候它们却都死了？同时，现代冷冰实验证明， 只有在速冻条件下，冷藏的肉类才可食用，由引推想，猛犸象必然是速冻致 死，否则就不会有 “万年冻肉”。那么，速冻之谜又如何解释？ 近几年来，在北极地区旅行的探险家曾经看到过这般意外的情景：在夏 季行将结束，冬季行将来临之际，冻土苔原上草本植物正处于茂盛时期，金 凤花生机勃勃地生长着。突然从地平线上升起一片乌黑的积云，气温急剧下 降，刺骨的寒流横扫而过。几小时之内，使平静多姿的原野变成狂飚卷地， 奇冷可怕的世界——气温从 5℃以上骤然下降到 0℃以下几十度，甚至近百 度。 由此得到启发，料想猛犸象生存时期偶而也会出现类似的速冻景象，如 果正巧遇上它陷于沉陷的冰冻溶洞或泥潭之时，这场灾祸就可使它在转瞬之 间丧生。首先是肺部受寒，继而血液凝固，也许在几小时之内把一头 “束手 待毙”的猛犸象冻成坚硬的塑像。于是这头巨象就置身于巨大的天然冻箱之 内了。 同时，在北极冻土地区的石油钻探中，还发现地面以下深达1000米处仍 有低温冷藏效力。而且深埋冻土层的融化速度极慢，比如在夏威夷一处火山 口内还发现一小块上次冰期时残留的永久冻土。在北极地区，解冻的速度自 然更缓慢了。这个发现，为解释 “万年冻肉”的猛犸象肌肉为何可食提供了 地质证据。 最后还留下一个问题；造成速冻的寒流从何而来？目前只能作点猜测： 可能由于地壳上的两大板块发生猛烈冲撞，导致火山突然爆发，一股高温热 气直冲大气圈上层，这时，立刻转成难以置信的低温，然后在激变中向地球
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两极盘旋而下，终于降落到较温暖的一层空气上，当它穿过暖层的时候，就 转为极度猛烈的狂风，向地面高速刮来。狂风到处，奇寒袭来，极度的低温， 完全可使猛犸象速冻致死。 国外有些地质学家根据气候周期性变化的特点，甚至预言，未来的几千 年以内，也会有小冰期来临，到那时，目前的伦敦、柏林、纽约也将进入冰 原世界，谁知道还有哪些动会碰上猛犸象那样的厄运！
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恐龙灭绝之谜探解 恐龙，从生物分类的规律来看，它们是中生代爬行动物中的两个目：蜥 臀目与鸟臀目。目的命名是根据它们腰带 （骨盆）骨骼的结构表现为“三射” 和 “四射”的特点而来的。所谓“三射”，是指由肠骨、坐骨、耻骨构成的 骨盆一个着生大腿骨的髋臼为中心，此三根骨骼好象向三个方向放射；但某 些动物的耻骨有些特殊，既向前延伸，以向后延伸，看上去象朝四个方向放 射状生长，即为四射了。三射型的骨盆构造是一般爬行动物的特点，故称晰 臀；而四射型的骨盆构造，则是鸟类所特有，故称为鸟臀。不管晰臀目或是 鸟臀目，绝大多数成员形体都很大，所以合称为恐龙。例如发现于我国的最 大恐龙——埋藏于四川侏罗纪地层内的马门溪龙，龙全身约 22米，体高约 3.5米，其头部仰望时，嘴巴可以碰到三层楼的窗口，在生时的体重估计达 40～50吨。还有一个世界上最长的恐龙——美国的梁龙。长有26米，体高 也有3米左右，可是体重仅10吨左右，因为它是属于瘦体型恐龙。世界上最 小的恐龙，恐怕要算出现于中三叠世时的原始恐龙——虚骨龙类，只有鸡那 么大。我国发现的最小恐龙是在云南禄丰中三叠统地层中找到的芦沟龙。高 公1.5米，与一只驼鸟的大小相似。 恐龙生活于中生代，自中三叠纪开始至白垩纪末期，历时约一亿七千万 年。当时遍布陆上的每个角落，特别集中在湖泊沼泽地带，所以成为动物界 的霸主。况且它们的远近亲族们，还横行于天空和海洋，以致人们称中生代 为爬行动物时代或恐龙时代。 奇怪的是，恐龙和它们的亲族，一个也没有活到新生代，都是白垩纪末 期结束了生命的谱系。于是人们对这种不可一世的动物群为何突然绝灭，提 出了种种猜想性的解释，通过这些问题的研究，试图了解距今6500万年前地 球上到底发生了什么灾害？ 生物绝灭的五大特点 其实，像恐龙那样的生物大绝灭，在地质历史时期并非罕见，而且每次 大绝灭，都有如下的五大特点出现： 一、表现为周期性，也就是大规模的生物绝灭曾多次重复出现，每次的 间隔时间也大致相等。就显生宙来说，有奥陶纪晚期、泥盆纪晚期、二叠纪 末期、白垩纪末期等。 二、大量物种的绝灭时间，都发生在极为短暂的 （比较温长的地质历史 而言）过程，通常只几百万年。 三、每次绝灭都涉及到高级分类单位，比如二叠纪末期的生物大绝灭有 三叶虫纲、蜒目、四射珊瑚目以及科一级的菊石、腕足类等；恐龙的绝灭也 包括了蜥臀目鸟臀目。 四、生物绝灭事件具有极大的广泛性，并非区域性，而是全球性的，海 洋或陆地上的生物概莫能外。 五、每次生物大规模绝灭以后，紧接着新的生物勃然兴起，而且作适应 辐射分布。例如继恐龙绝灭以后而出现的新生代哺乳动物，就大类来说，竟 达24类，广布于陆上、水域与天空。
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生物绝灭的两大因素 从这些规律中考虑绝灭的原因，也就不可能是局部的小因素，而应该是 大因素，已为科学家所共识。但具体的绝灭因素，各家众说纷坛，归纳这些 假说，大致为两大类： 属于生物本身的因素，从地球环境的变化找原因，生物难以适应，以致 绝灭。 物种间的竞争和种内选择说。这是达尔文发现的，也就是 “物竞天择， 适者生存”的道理。 大地构造控制说。重大的、大规模的地壳运动，改变了地球海陆配置的 格局，影响到生物的生存。 海平面变化说。在地质历史时期，海平面的重大升降变化，改变了海陆 环境，原先的生物难以适应新的环境，导致绝灭。 海水盐度变化说。绝大部分海洋生物都是在固定的盐度范围内得以生 存，假如一旦海水盐度发生变化，势必导致众多的生物死亡。 有害金属元素说。我们在人类生存与地球化学的关系方面曾经详细地论 述过元素与人体健康的关系，生物的生存也是同样的道理，如遇有害金属（元 素）超量存在，造成环境污染，生物当然难以存活了。 食物营养说。地球上的各类生物，主要是依赖于 “食物链”的存在而生 存的，一旦某类生物死亡，食物链中断，生物的营养无法摄取，导致众多门 类的生物也难以生存。 气候变化说。各类生物都习惯于固定的气候环境里生存，温度、湿度的 关系尤为重要。一旦气候中的某一因素发生改变，都有可能导致生物的绝火。 浮游生物兴衰说。大量的高等水生生物都以浮游生物为食料，如果由于 某种因素影响浮游生物的兴衰，那么这些水生生物的食料将受到严重影响， 于是生存就成问题了。 病理说。生物界难免会出现瘟疫，造成大量死亡。 以上所举的几种生物绝灭的因素，并不都直接影响到恐龙的绝灭，但间 接影响 （比如食物链中断）也是极大的。 地球外部因素导致生物绝灭，也就是从天文方面寻找生物 （或恐龙）的 绝灭原因。有小行星撞击说、彗星撞击说、太阳耀斑爆发说、太阳光线增强 说、太阳射线增强说、太阳射线变化说超新星爆炸说。 对于上述这许多探讨恐龙绝灭的假说，这里仅选择国际学术界比较流行 的几种作简要的介绍。 恐龙绝灭假说种种 关于地壳运动引起恐龙绝灭问题。有这样一个实例：位于加拿大阿尔伯 特省南部德拉希勒附近的雷梯尔河畔有一个举世闻名的 “恐龙公墓”，据埋 藏的化石推算，每平方公里至少有100条以上的恐龙遗骸。其中包括甲龙、 角龙、鸭嘴龙、霸王龙等。古生物学家认为，这是世界上最后一批恐龙。加 拿大政府于1980年在此辟为公园，作为世界性的科学遗址。地质学家们研究 了这个公园以后认为，这里当年是近海沼泽地区，气候温湿，各种蕨类植物 生长特别繁盛，为恐龙的生长提供了无比优越的条件。可是，到了距今6500
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万年前，这里的地壳运动频繁发生，海陆屡有变迁，最后，随着北美大陆的 大幅度抬升，海滨沼泽消失了。生长在其中的恐龙也就埋藏在地层中而成为 化石了。 基于上述观点，有人从大地构造方面解释说，中生代是地壳板块活动时 期，南北两半球的大陆 （即劳亚大陆与贡瓦纳大陆）处于解体之际，板块的 漂移使海陆配置发生巨大的变化，气候环境也极为复杂，从而促使恐龙及其 他生物大规模绝灭。 地质学家又提出，当白垩纪晚期，地壳处于强烈运动之时，地震与火山 大规模爆发，大量的灰尘与支雾及一氧化碳等有毒气体的释放，可以遮蔽阳 光，地面出现低温、酸雨等效应，恐龙在此极端恶劣的环境里，活不下去了。 但是，另一些地质学家提出反对的意见，他们认为地壳运动的发生是很 缓慢的，地震与火山的爆发是局部的，况且白垩纪末期的大规模火山活动并 无多不确凿的证据；相反，晚侏罗世至早白垩世这段时间里倒是火山活动相 当频繁，可是当时正值恐龙大量繁盛时期。他们还认为，火山喷发纯属区域 性特点，并非全球一致现象，至于火山喷发出来的毒物，有些生物敏感，有 些生物则无所谓。可见以地壳运动、火山、地震的发生来解释恐龙的绝灭， 还不足以令人信服。 于是，地球化学家又提出恐龙绝灭的原因是由于地球化学异常之故的看 法。如俄罗斯西伯利亚科学院地球化学研究室的专家根据蒙古人民共和国的 戈壁沙漠地带的晚白垩世的5个恐龙埋藏地的化石研究表明，化石成分中有 含碳酸盐的磷酸盐物质，其中含有氟、硫、钡、铅和不少稀土金属钍之类。 钍的含量高达0.37％，比地壳正常平均含量高出80倍。他们推测这些大量 的钍是火山喷发的结果，污染环境，导致恐龙的死亡。 又有些地质学家提出与地壳运动有关的古气候变化导致恐龙的绝灭假 说。他们认为中生代的 “造山运动”，使许多地方出现高山、高原地势，气 候变得寒冷，而恐龙身上仅有光秃秃的皮肤，没有羽毛之类可以御寒防冷。 况且当严寒袭来之时，树木容易枯萎，树叶容易凋落，食草类的恐龙由于缺 乏 “粮食”而饿死，食肉类的恐龙也受到间接的缺 “粮”而死亡。 这种饥寒交迫假说，另一些地质学家表示无法赞同，他们认为不符合地 质历史事实，因为强烈的 “造山运动”不在白垩纪末期，而是在此以前的晚 侏罗世至早白垩世时期，而且强烈的造山运动发生在局部地区，许多地区并 未发生。退一步说，某地气候改变，食物稀少，恐龙应该有徒步迁移的能力 寻找新的生存环境，不会 “束手待毙”的。 又有些学者提出海水淡化的假说。他们提出距今7000～8000万年前，北 冰洋的咸水因多种原因变淡，北冰洋 “堤岸”出现缺口，使冷而轻的北冰洋 水流入其他大洋，形成一层冷流，海洋水温可以骤然下降20℃，大陆也相继 出现骤寒天气，水蒸气突然减少，陆地上出现干旱，于是恐龙无法适应这种 恶劣环境而导致绝灭。 植物学家提出恐龙时代的地面植物性质的变化导致它们的绝灭。如英国 皇家植物园的一位植物学家托尼·斯韦因认为，有花植物 （被子植物）的出 现，改变了以植物为食料的恐龙的食物结构，无法适应，终至死亡。他说， 在恐龙生存的中生代时期，植物界以蕨类、裸子植物的苏铁、银叶、松、柏、 杉之类为主，这些植物体中，含有许多单宁酸，对恐龙的生命没有威胁。可 是到了距今一亿两千万年前的早白垩世时期，被子植物开始兴起，蕨类植物
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和裸子植物随之衰退，给恐龙带来意想不到的灾难。因为有花植物的组织内， 常常含有生物碱，它对恐龙的生理会造成不利的影响，尤其如马钱子碱、泻 花碱等还有很大毒性。据此，托尼·斯韦因还煞有介事地指出，欧洲发现的 身体纤细、脖子较长的虚骨龙（恐龙的一类），死亡以后的身躯是扭曲的（根 据化石埋藏情况观察），这是生物碱中毒的象征，它临死前，感到难受，躺 在地上打滚，致使身体扭曲而死亡。 托尼·斯韦因的假说，听起来似乎十分动人，但细细追究，仍难自圆其 说。因为化石的历史可以证明，白垩纪时期的被子植物已相当茂盛，种类与 数量都比较丰富，生物碱中毒事件应同时发生，而白垩纪的恐龙还十分兴盛， 未见中毒现象发生。而恐龙的绝灭出现在白垩纪之末，这个时间差问题难以 解释。 研究地磁与生物关系的学者，提出恐龙的绝灭可能与古地磁南北极的转 换有关。从现生生物与磁场的关系来看，是相当密切的。例如将生活于海滩 上的泥蜗牛有意将它们拿离海滩以后，它就会根据太阳与月球相对于地表的 位置来调整爬行的方向。如果在蜗牛的底下放一块磁铁，它的爬行方向又重 新进行调整。生物学家曾经拿麻雀做实验，放置在0.6至1.7奥斯特的磁场 中（磁场在地球表面的正常强度约为0.5奥斯特），经过2～9小时以后，其 活动性能增加2～4倍。又如把小白鼠置于强磁场内，会停止生长。把小白鼠 放置在弱磁场内饲养一年以后，其寿命可缩短6个月，而且会丧失生殖能力。 再如眼虫藻、绿藻、纤毛虫等在极弱的磁场中，其生长与繁殖加快，置于强 磁场中，情况则相反。 磁场的变化，对人体亦有明显的影响。如对德国一城市5年中发病率、 死亡率及神经错乱症的调查研究表明，与 67次的强磁暴有关。又如在中美洲 波多黎各岛上，对 43名志愿人员进行研究，发现他们的血压和红血球含量与 该地区的磁场变化起伏的时间有关。 由此可见，地质历史上出现的磁暴、强磁干扰、磁极漂移、磁场极性反 转 （南北磁极易位）都对生物的生存、繁殖有严重的影响。 古地磁学家于是提出磁场的反转可以导致恐龙的绝灭。这是因为地磁场 对于太阳辐射和宇宙线有屏蔽作用。而地磁场极性转换 （正→负或负→正） 期通常需数年至数十年。在此期间内，磁场的屏蔽作用消失或大大减弱，太 阳辐射和宇宙线辐射可直接射到地球表面。同时辐射又是导致基因突变的重 要诱变因素，可以加速生物的绝灭和新生。在这段时间里，如果因为宇宙因 素产生大的辐射冲击，更有可能发生大规模的生物绝灭事件。另外，在极性 转换期间的低磁场本身可直接给生物带来致命的危险。还有人提出极性由正 向转变为逆向时，还可使气候变得寒冷，也会使生物难以生存。 于是古地磁学家在地质学家的配合下，采取6500万年前的古地磁样品实 验表明，当时正好处于极性转换时期，与恐龙绝灭的时间吻合，所以认为恐 龙的绝灭与古地磁转换有关。 但另一些研究者也提出相反的意见，他们说，中生代的其他时期也出现 过地磁转向，为何恐龙生活得好好的？还有些科学家通过计算后提出，由于 磁屏蔽减弱而导致的宇宙线增强率是很小的，不足以造成全球性恐龙的大规 模绝灭。 动物学家也注意到恐龙绝灭问题，他们又有自己的看法。例如法国著名 的动物学家克·皮奥博士提出性别比例失调致使恐龙绝灭的假说，他认为恐
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龙是一种与龟类相似的爬行动物，它们的繁殖机制与龟类相同。他通过长期 的实验后发现，欧洲淡水龟和摩尔龟的繁殖与外界温度有密切关系，如淡水 龟孵化时性别的区分临界温度是28.5℃，如超过此温度，孵出的龟主要是雌 性的；低于此温度，孵化出的龟主要的雄性的。于是皮奥尔博士推测说，当 地面温度发生巨大变化时，致使恐龙不能按正常的性别比例关系孵化，结果 很容易造成全部恐龙是同一性别，所以无法繁殖后代了。 但有些科学家向恐龙化石的研究者提出，怎样能证明白垩纪晚期的恐龙 是属于单一性别的？古生物学家无法回答这个问题。他们还质问，龟的孵化 实验是在孵化箱内进行的，而自然界的环境又如何能与孵化箱的环境进行比 较呢？性别单一的解释，也不能令人满意。 又有人认为，恐龙是一种 “特化”动物，比如它的体躯特别庞大，一旦 自然环境有所改变时，就不容易调节、适应，以致死亡。但这种解释也难以 令人满意，因为 “特化”的动物，可以迁徒到适应生存的地方去，不至于很 短的时间内全部灭绝。 于是，研究者又注意到哺乳动物的兴起与恐龙绝灭的关系。他们认为哺 乳动物是新生代初期勃然兴起的 （虽然白垩纪时期已有一定数量，但比起新 生代却少得多），它们对环境的适应能力、繁殖后代的方式 （胎生比卵生更 安全）等都优越得多，存活率也大。恐龙与之相比之下，就很容易被哺乳动 物取代了。但是，反对者却认为，哺乳动物的兴起是事实，取代恐龙也是事 实，可是生物界的取代现象是逐渐演进的，不可能突然迅速取代。 德国的科学家研究了恐龙的兴起与绝灭都与恐龙蛋密切相关。 爬行动物是终生在陆地环境里生活和繁殖后代的，这正是比其前身两栖 动物的高明之处。从受精卵到小生命出世，必须有一个不受外界天气变化的 湿润环境，对于 “脱水而出”的爬行动物，必须在卵的结构上进行改革，创 造一个理想的、永远不干涸的、使胚胎顺利发育的 “水房”。在生物演化的 过程中，爬行动物首先解决了这一难题——羊膜卵的诞生。所谓羊膜卵，核 心部分是胚胎浸泡在用羊膜裹起来的羊水中，胚胎的腹部有两根管子，一根 接连卵黄，吸收营养；另一根连接尿囊，收拾胎儿发育过程中的排泄物。所 有这些构造再由卵膜包裹，外加蛋壳。这样，防止蒸发和破碎的 “设备”都 齐全了，于是爬行动物，包括恐龙就能在陆上环境里繁殖后代了。 一切事物都具有两重性，恐龙的兴起归功于蛋结构的形成，而恐龙的绝 灭则归咎于蛋结构的变异。前几年，几位德国古生物学家研究恐龙临近绝灭 前 （白垩纪晚期）的所产的恐龙蛋化石，发现绝大部分的蛋壳出现异样结构， 把壳体切成薄片放在电子显微镜观察时，一种蛋壳过厚，而另一种蛋壳则过 薄。 过厚的蛋壳表现为正常壳体的外面又加厚一层甚至几层新的壳体，于是 将原来壳体上的小气孔都给堵塞了；胚胎发育时，得不到氧的供应，自然窒 息致死了。 至于薄壳蛋，比正常发育的壳要薄，表示该蛋尚未完全成熟就提前产下 了，属于早产者。壳太薄，稍有碰撞就破碎，胎儿也就夭亡了。 那么，厚壳蛋和薄壳蛋是怎样产生的？他们观察并研究了现生禽类的异 样蛋以后，得到了启示。有些家禽，当它要排卵到体外时，偶然遇到一些外 来的刺激，诸如气温突变、惊恐惶惑之类，性激素也会发生变化，于是蛋又 缩回，停留在输卵管内，然后继续发育，一层新的蛋壳就在原来的蛋壳之外
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增厚了。另一种情况，受到外界某种刺激时，性激素失调，使蛋提前排出体 外，即是蛋壳变薄的早产蛋。 于是，问题又回到了距今6500万年前的白垩纪末期，地球上到底发生了 什么事件？以致外界环境出现异常，导致恐龙蛋有厚壳的和薄壳的两种为数 众多的异样蛋产生？这就成为地质学家研究的新课题。 地质古生物学家们注意到白垩纪末期除恐龙绝灭外，其他动物也出现大 规模绝灭。就以爬行动物为例，白垩纪晚期，分属于10个目的各类爬行动物 占据着大陆上的各处空间及海洋、天空。到新生代，只有龟鳖目、鳄目、喙 头目和有鳞目4个目残存下来，其中的喙头目仅见于新西兰岛上，而且这残 存的4个目爬行类都是居住在洞穴或具有隐蔽能力的。 如果再扩大一些，从白垩纪到第三纪，淡水中生活的鱼类、两栖类及爬 行类，几乎有97％绝灭，陆上高等植物有90％绝灭，陆上软体动物有50％ 绝灭，海洋浮游的微生物有 58％绝灭，海洋里穴居或底栖的生物有 51％绝 灭，海洋中游泳的生物有52％绝灭，其中在中生代时十分繁荣的菊石，全部 绝灭，箭石也全部绝灭，鹦鹉螺30％绝灭，鱼类三分之二绝灭，爬行类绝灭 达90％以上。 由此可见，从白垩纪到第三纪的生物绝灭事件是普遍性的，不限于恐龙， 因此，探索绝灭事件的原因只能从生物本身以外的，甚至地球本身以外的客 观方面去寻找了。 白垩纪末期事件及其质疑 地质学家们首先在白垩纪末期至第三纪初期这段交界层段上极薄的粘土 层 （一般只有几厘米厚，或甚至不足一厘米厚）中获得某些元素异常的材料。 例如在加勒比海地区的深海钻孔中发现铱含量超常，并与该地区的含微玻璃 陨石的层位大致相当。在意大利比奥地区几个白垩纪至第三纪的剖面上也发 现铱含量异常，一般高出普通地层中铱含量的30倍。在丹麦，同样的剖面上， 粘土层中的铱含量高达80ppb以上，即高出其他地层背景值约几千倍。法国 巴黎盆地的白垩纪与第三纪接界处地层中的铱含量也很高。我国西藏的白垩 纪与第三系剖面上交界处的铱含量为 12ppb，亦高出正常含量。目前全世界 已查明的白垩系与第三系交界处地层中铱含量异常的竟达40多处。 正常沉积岩层中的铱含量是很低的，只有 0.02ppb。如此高含量的铱又 从哪里来的？科学家们从陨石身上找到了答案。他们对7种球粒陨石、共 64 块标本进行分析以后显示，铱含量在330～730ppb范围之间。可见球粒陨石 的铱含量要高出沉积岩背景值3～4个数量级，也就是说，地球上某些特殊层 位（例如白垩系与第三系的接界处）的高含量的铱只能来自地球以外的天体， 俗称天外来客。 除铱以外，其他铂族元素在地层中的含量也随铱的增高而变高，它们比 其上覆或下伏地层中相应的背景值亦高出1～3个数量级。有资料表明，白垩 系与第三系交界处的锇含量，高达16～50ppb、铂为17～24ppb、金为8.8～ 12.3ppb、铼为35～39ppb，它们也只有在陨石中含量颇高，可见与天体有关。 另外，美籍华裔地质学家许靖华通过深海钻孔524号的岩心研究表明， 从白垩系到第三系边界处的岩层中的碳、氧同位素的变化说明其中有机物的 总量明显减少，这是生物大量绝灭的后果。仅过了几万年至几十万年以后，
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进入早第三纪初期，有机物的含量又恢复到正常的水平，说明海洋中的生物 又重新繁殖起来。 而且许靖华还发现白垩系与第三系界线上的古海洋的酸度在增加，当时 的海水温度下降了 8～10℃，其后，突然升温。这种情况，在其他的深海钻 孔中亦有发现，许靖华把这种现象称之为 “灾变异常性”。大辐度的气温突 然升降，使散热能力较弱的恐龙一时很难适应，造成内分泌系统紊乱，特别 是雄性生殖系统遭到严重破坏，以致断子绝孙了。 灾变异常性为什么会发生，只能是天外来客的戏谑了。 地质学家史密特在研究西班牙一处白垩系与第三系界线剖面时还发现含 有一种微球粒 （一般直径为0.2～0.5毫米，最大者为1.3毫米），成分属钾 长石。他认为这是天体撞击事件发生后，高温可使物质熔化，然后在冷却中 形成掉落物。另一种微球粒是磁铁矿成分，其中含铱量也特高。这种微球粒， 除在西班牙发现外，后来在世界其他白垩系与第三系界线剖面上亦均有发 现，可见这是普遍现象。 既然已经明确全世界白垩系与第三系界线上的地球化学现象出现异常， 而且它们的成因与地球以外的天体有关，那么，这些天体是什么样的？又怎 样影响地球？ 一是临近地球的超新星爆炸。人们从四千年来的文明历史记录中发现， 不论白天或黑夜，一种突然显耀光辉的星体旋即殒灭的现象就是超新星爆 炸，迄今只少有7次发生过。例如发生于1006年的一次，在氐宿之南的骑官 星附近爆炸一颗超新星。1054年，在天关星附近也爆炸过一颗超新星，而且 认为蟹状星云就是这颗超新星爆炸后的遗迹。 天文学家认为超新星爆炸时产生的能量极大，相当于10个太阳集中在一 超爆炸时那样的威力，或相当于10万个1000万吨极的氢弹爆炸时产生的能 量。 当其爆炸时，发出大量的可见光、X射线、y射线等，猛烈地投向地球。 其中X射线可把一部分地球上的大气吹散到宇宙空间去，同时它所产生的能 量可使地球表面以上20～80公里的上部大气层加温，地表刮起强烈的风暴。 然后又从暴风卷起地表的高温空气在高处形成冰云，屏蔽阳光的辐射热，从 而使全球气温下降。由于突然的降温，导致地球上习惯于温暖环境里生活的 生物，包括恐龙的迅速死亡。当然，超新星爆炸时所产生的其他射线降临到 地面以后，也会导致大量生命的绝灭。也有人认为，超新星爆炸时可以破坏 臭氧层，严重影响生物网之间的关系等等。 二是“复仇女神假说”。1979年美国加里福尼亚大学物理学家查德·米 勒和他的同事们提出：一颗 “死星”围绕太阳运转，以明显的、有规律的时 间间隔发射物质，从而引起地球上生物绝灭的假说。他们的理论很简单，太 阳有一颗伴星 （比如“死星”），围绕它旋转，每隔2600万年至3000万年， 伴星就相对地接近某些巨大的彗星储藏所。那些彗星受到这颗伴星（“死星”） 引力的干扰，可能产生数以万亿计的风暴侵袭到太阳系内，其中必然有些袭 击到地球上来，于是导致生物的绝灭。这就是 “复仇女神说”的基本内容。 他们甚至预言，再过1300万年，将再出现一次地球生物的大绝灭。 三是彗星撞击假说，天空中的彗星富含氰化钾之类的毒性物质，一旦降 落到地面，恐龙及其他生物可能毒害致死。或者，最先毒死那些浮游生物， 它们是食物链的始端，必然导致恐龙缺乏食料而死亡。
