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筆石，乍看這個名字，也許有人會想，是不是與筆有關(guān)系呢？實際上，筆石的命名確實與筆有關(guān)。 筆石指筆石動物的化石。在漫長的地質(zhì)變化中，筆石動物被壓扁成了薄膜，很像鉛筆在巖石層面上書寫或者涂鴉的痕跡，而且筆石的形狀也類似西方的羽毛筆，因此得名。 筆石動物是一種怎樣的動物呢？筆石動物是地質(zhì)歷史時期生活在海洋中的一類群體動物，始于五億年前的中寒武世，在奧陶紀(jì)及志留紀(jì)最繁盛，泥盆紀(jì)晚期開始衰退，到了三億年前的早石炭世，筆石動物就銷聲匿跡了。很遺憾，今天的人們無法見到它們鮮活的身影了。但是，它們以另一種方式告訴人們，它們曾經(jīng)來過這個世界，并留下了各種記錄，那就是化石，它們用化石來展現(xiàn)它們曾經(jīng)的存在，給人們一種神秘感。 今天，我們就來了解一下筆石動物，揭開它們神秘的面紗。 
筆石 筆石動物長什么樣呢？筆石動物的身體由胎管和胞管組成，胎管是一個圓錐體，為筆石蟲從卵孵出時的原始房室，然后從胎管芽生出胞管，作為筆石蟲的住室，并發(fā)育成群體，保存成化石的—般是胞管的幾丁質(zhì)外殼。我們所看到的筆石是筆石蟲體所分泌的骨骼，被稱為筆石體。筆石體一般長幾厘米或幾十厘米，已知最大的筆石體長達(dá)1.45米。 其實，筆石動物本身是立體的，它們有著有機(jī)質(zhì)組成的軟體和硬體。由于筆石動物早已滅絕，其軟體部分已經(jīng)在漫長的地質(zhì)歷史中分解殆盡，而硬體部分得以保存下來。筆石動物死亡以后，在特定的條件下，被埋藏在沉積物里，壓扁后留下的痕跡就是我們今天看到的筆石的樣貌。 古生物學(xué)家通過深入研究發(fā)現(xiàn)，除了被壓扁成薄膜保存，筆石可能還有其他兩種常見的保存方式——黃鐵礦化半立體保存和三維立體孤立保存，這兩種方式能夠?qū)⒐P石的結(jié)構(gòu)更為完整地保存下來，讓古生物學(xué)家對筆石動物進(jìn)行更準(zhǔn)確的研究。 筆石動物是怎么生活的呢？根據(jù)化石保存的狀態(tài)、共生動物的類別以及筆石動物自身的骨骼構(gòu)造，科學(xué)家推測筆石動物有兩種生活方式，一部分筆石動物在海底底棲固著生活，固著種類由一根細(xì)長的莖連接到海藻或者礁巖上，莖末端有根狀結(jié)構(gòu)，可以抓牢這些附著物；另一部分筆石動物漂浮生活，漂浮種類會聚生在充滿氣體的浮胞上，像現(xiàn)存的僧帽水母一樣，浮在海面。漂浮生活的筆石動物僅與極少的浮游生物伴生，在一些特定的環(huán)境里只有漂浮的筆石動物而沒有其他生物。 筆石動物的家族成員多嗎？筆石動物種類多樣，最早登場的是樹形筆石目，之后管形筆石目、腔筆石目、莖筆石目、甲殼筆石目、正筆石目相繼出現(xiàn)。筆石動物群在我國的分布很廣，種類也很多。筆石動物從寒武紀(jì)就出現(xiàn)了，經(jīng)歷了奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)，一直到石炭紀(jì)滅絕。在這個過程中，每一個時代都會有很多筆石動物群的記錄，特別是奧陶紀(jì)和志留紀(jì)，數(shù)量尤為龐大，在我國華南地區(qū)至少有十幾個筆石動物群，如貴州遵義、烏當(dāng)?shù)鹊貐^(qū)的中奧陶系湄潭組筆石動物群，不但種類特別多，而且很有特點。 從進(jìn)化論的觀點來看，每一個類群都會隨著時間發(fā)展而產(chǎn)生新的物種，在每一個時間段中，也都會有獨(dú)特的物種類型和組合。筆石也不例外，不同時期的筆石動物，類型是不一樣的，結(jié)構(gòu)也不一樣。人們對筆石有著超過300年的研究歷史，研究對象從最初的一科幾屬發(fā)展至如今的600余屬，獲得了大量的研究成果。 
筆石 筆石有什么作用呢？不要小瞧了這小小的筆石，在穿越幾億年后，它們已經(jīng)成了人類的好幫手。 首先，筆石是判斷地層年代的黃金卡尺。在古生物學(xué)家對筆石動物的研究中，一個很重要的研究方向就是筆石動物的演化過程。古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，筆石動物的演化速度很快，這是非常少見的。我們現(xiàn)在看到的有些細(xì)菌，幾億年來都沒有什么變化，筆石動物卻相反，它的演化速度特別快。尤其是在奧陶紀(jì)和志留紀(jì)，每隔幾十萬年就會產(chǎn)生一大批新種。也正因如此，筆石可以被當(dāng)作判斷地層年代的依據(jù)。用筆石來判定地層年代是非常精確的，尤其是對于奧陶紀(jì)和志留紀(jì)的地層，其精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同位素定年。目前國際上奧陶紀(jì)和志留紀(jì)的地層劃分，主要就是靠筆石。 其次，筆石可以用來判斷其所在年代的地質(zhì)環(huán)境。前文中提到，筆石動物有兩種生活方式，一種是固著在海底，一種是漂浮在海面。固著在海底的底棲筆石動物一般會生活在淺水環(huán)境里，因為它多少需要一些氧氣，水太深就無法生存。而在海面浮游的筆石動物可以在更加開闊的海水里生活，甚至可以在深水環(huán)境中生存。借助筆石動物的這種生存特性，古生物學(xué)家就可以判斷其所在年代的古環(huán)境。如今，這種鑒定可以做到非常精細(xì)，可以依據(jù)筆石動物的類型將海水劃分成五六個深度帶，每個深度帶中都有筆石動物的特定組合。 再次，筆石在能源資源勘探上也可以一展身手。目前，我國頁巖氣勘探與開發(fā)已經(jīng)取得了一系列重要突破，開采頁巖氣不但需要高端的鉆井技術(shù)，而且需要精準(zhǔn)的黑色頁巖地層層位標(biāo)定，其中生物地層標(biāo)定是鉆井現(xiàn)場最快速和精準(zhǔn)的方法，可以直接指導(dǎo)打鉆至精準(zhǔn)的頁巖氣層位。筆石通常保存于黑色頁巖中，在砂巖、灰?guī)r中偶爾也有保存。我國最主要的頁巖氣資源正好處在含筆石的地層中，這是我國頁巖氣資源的一大特點。在我國的涪陵頁巖氣示范區(qū)，頁巖氣所在的層位就是奧陶紀(jì)晚期到志留紀(jì)早期，這一段時期的黑色頁巖里含有大量的筆石。 小小筆石在判斷地層年代、地質(zhì)環(huán)境和國家能源資源勘探等方面發(fā)揮了重要作用，不容我們忽視。然而，歷經(jīng)兩億多年，筆石動物最終還是滅絕了，地質(zhì)歷史時期的生物滅絕事件對生物的影響是巨大的，生物的演化是不可逆的，因此，保護(hù)生物多樣性刻不容緩。 （作者單位：貴州省地質(zhì)博物館） |
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