在探索地球生命史的长河中,有一种生物以其独特的生存策略和悠久的历史,成为了自然界中不可忽视的存在——那就是软体动物家族中的佼佼者,贝壳。作为地球上最古老的“建筑师”,贝壳不仅装点了我们的餐桌与海滩,更见证了地球5亿多年的沧桑变迁。其中,鹦鹉螺作为头足纲的代表,自寒武纪以来几乎未变,被誉为“活化石”。它的螺旋形外壳不仅美观,更隐藏着科学奥秘:内部结构如同旋转楼梯,通过巧妙的气体调节机制实现浮沉控制,启发了人类潜艇的设计。更令人惊叹的是,鹦鹉螺壳上的生长线数量随时间变化,揭示了古代月球运动的秘密,成为连接生物学、地质学与物理学的桥梁。本文将带你走进贝壳的世界,探索这些古老生物背后的故事。
你知道地球上最古老的“房子”是谁建造的吗?它们有多少年的历史呢?它就是软体动物家族的杰出代表,神通广大的“贝壳”。说起贝壳我们都不陌生,它是我们餐桌上的美食,沙滩上的风景。你知道人们常吃的海鲜“蛤蜊”,它的名字从何而来呢?明代李时珍在《本草纲目》中用“蛤类之利于人者,故名”来解释“蛤蜊”名字的由来。
小贝壳的家族——软体动物门十分庞大,它们的种类位居地球动物家族第二,种类多达约11万种,它们的家族在地球上历经5亿多年的漫长演化,至今仍然生生不息。让我们一起走近神奇的贝壳世界,探秘地球上最古老的“建筑”。
01
头足纲——黄金螺旋的鹦鹉螺
鹦鹉螺
鹦鹉螺是贝壳家族头足纲的重要代表,其家族最早可以追溯到距今5亿多年前的寒武纪。经过鹦鹉螺化石和现生的鹦鹉螺外形及内部结构相比对,发现5亿年以来它们的变化很小。因此,被称作海洋中的“活化石”,在研究生物进化和古生物学等方面有很高的价值。鹦鹉螺整个螺旋形外壳光滑如圆盘状,形似鹦鹉嘴,故此得名“鹦鹉螺”。
被截剖的鹦鹉螺,像是旋转的楼梯,又像一条百褶裙,一个个隔间由小到大顺势旋开,分隔出三十余个独立的小房室,最后一个(也是最大一间)房室就是动物体居住处。在隔板中间,贯穿并连通一个细管,得以输送气体(多为氮气)进到各房室之中,这样就像潜水艇似的,掌控着壳室的浮沉与移行。这正是开启潜艇构想的金钥匙,世界上第一艘蓄电池潜艇和第一艘核潜艇因此被命名为“鹦鹉螺号”。
科学家观察了现存的几种鹦鹉螺,发现贝壳上的波状螺纹生长线在30条左右,与现代一个朔望月(中国农历的一个月)的天数完全相同。而观察古鹦鹉螺化石,惊奇地发现,古鹦鹉螺的生长线数目随着年代的上溯而逐渐减少。研究显示,新生代渐新世的螺壳上,生长线是26条;中生代白垩纪是22条;中生代侏罗纪是18条;古生代石炭纪是15条;古生代奥陶纪是9条。由此推断,在距今4亿年前的古生代奥陶纪时,月亮绕地球一周大约只有9天。地理学家又根据万有引力定律等物理原理,计算了那时月亮和地球之间的距离,得到的结果是,4亿多年前该距离仅为现在的43%,与上述推理基本吻合。
鹦鹉螺不仅内部结构神奇,它的历史故事更加精彩。2015年,江苏邳州发掘的1700年前的西晋墓群中,出土了两只鹦鹉螺酒杯,它们的形状呈螺旋形盘卷,口沿和背部镶嵌了鎏金铜边,表面画有精细的类似鸳鸯或鹦鹉的图案,外表已有部分残破,内部的构造清晰可见。整体设计非常巧妙,采用的是将金粉与水银融合涂抹于铜器表面,加热使水银蒸发,金粉留在器物表面的鎏金工艺。这种技术不仅让鹦鹉螺杯更加美观,也会使原本脆弱易碎的鹦鹉螺壳更加坚固,这是目前考古发现的最早的鹦鹉螺杯。截至目前,整个六朝考古仅发现了三只,另一只于1965年出土于时代稍晚的南京东晋王兴之夫妇墓。当往鹦鹉螺杯里倒酒时,酒可以从小孔流入隔室中,饮酒时却不能一饮而尽,其藏酒之妙,为饮酒人增添了不少乐趣。唐代诗人李白用“鸬鹚杓,鹦鹉杯。百年三万六千日,一日须倾三百杯”这样的诗句来形容用鹦鹉螺杯喝酒的乐趣。
鹦鹉螺的栖息地是印度洋—西太平洋珊瑚礁水域,下邳国的位置在今天的江苏邳州,在遥远的古代,它们是如何跨越远洋到达邳州,又是在哪里被发现的,我们无法确知。但可以确定的是,沿途是一条热闹繁荣的海上贸易航线——海上丝绸之路。经考古学家研究发现,古海上丝绸之路以中国广西合浦、广东番禺、福建泉州和浙江宁波4个港口城市为起点,丝路往北只到达浙江,而下邳国(今邳州)距离浙江有700多千米的距离。这两只鹦鹉螺杯的出土,证实了海上丝绸之路往北绝不只到浙江,早在1700年前就已经辐射到了邳州地区,它们的“漂泊”,似乎在向世人诉说着古代江苏与海上丝绸之路的关系。
02
腹足纲——最早的货贝宝螺
中国是世界上最早使用货币的国家之一。河南仰韶村墓葬出土的贝饰显示7000年前人们就已经开始把海贝从沿海部落辗转到内陆进行交换,这些海贝也是目前中国人类最早的货币形态。
宝螺家族
早在新石器时代中晚期(约10000年~4500年前),处在原始社会阶段的人类对海贝有了新的认识,多彩光亮的外壳、便携带、坚固耐用、可计数等独特的优势成为人类的新宠儿。在今天的很多原始部落里,我们仍然能够看到当地的原始居民穿戴着美丽的贝壳饰品。在中国江西万年县的仙人洞,考古学家就发现了2万年前大量的贝壳实用物品。商周时期,贝币以“朋”为单位计数。据郭沫若先生考证,“一朋”为十贝。云南用贝币始自春秋晚期,止于清初,流通时间超过2000年。公元前21世纪~公元前2世纪,主要使用于中原地区,后逐步被金属货币取代,单位为“朋”,每拾枚币为“一朋”。在先秦时期贝同时具有币和饰的双重作用。我国少数民族地区直到明末清初还使用贝作为货币。
然而,在众多漂亮的贝壳种类中,只有亮晶晶的宝螺家族才是古代货贝的选材,其中黄宝螺和金环宝螺的货贝数量最为庞大。
黄宝螺
金环宝螺
03
双壳纲——古代宋朝的“蚝宅”
泉州是古代海上丝绸之路的起点之一,宋元时期东方第一大港,从这里开始的海上贸易活动给泉州和世界在饮食习惯、宗教信仰、建筑风格上都带来了深远的影响。蚵壳厝(cuò)就是一个很好的典例。蚵壳厝是泉州地区一种始建于宋末元初的传统特色建筑,即用蚵壳(牡蛎壳)建造的房屋。其主要特色在于用蚵壳、砖石拌海泥砌成墙,大面积的灰白色蚵壳与花白色花岗石、红色砖构成一幅幅色彩对比强烈、富有美感的图案,构成了福建沿海古民居的一道独特的自然景观。用蚵壳盖的房子,下雨的时候,雨水不会泼进屋里,而且冬暖夏凉。
令人不解的是,浔埔村蚵壳厝的蚵壳并非泉州原产,经过考古学家和生物学家的综合论证得出:这种超大号的牡蛎原产地在非洲东海岸。当时,泉州是中国对外贸易的重要港口。大部分载满丝绸、瓷器的商船从浔埔起航,沿着闽南沿海航行到达南洋,经印度洋、非洲东海岸,然后再到北岸卸货。返航的时候,如果舱内不载货就会形成空船,重心不稳则不利于航行,于是船员们就将散落在海边的蚵壳装在船上压舱,载回来后就堆放在浔埔海边。元末明初,富裕之地泉州,经常受到倭寇的侵扰,曾数度遭遇劫难,先民因无力重建新房子,就因地制宜捡些碎砖石砌成“出砖入石”的墙,再把海边的蚵壳捡来嵌饰在墙的外侧,这就是早期的蚵壳厝,因此,“蚵壳厝”也见证了泉州“海丝文化”的繁荣。
04
多板纲——钢牙铁齿的石鳖
在软体动物门中,还有一类重要的成员,它们不像贝壳那样拥有一只或两只坚固的外壳,它们拥有8块石灰质的外壳组成的一整块“骨板”,它们就是神奇的多板纲——石鳖家族。石鳖约1000种,生活在海滨潮间带岩石间,它们身体多数呈椭圆,背隆腹平,背侧具有8块石灰质壳片,多作叠瓦状排列。最前面的一块称为头板;最后一块呈元宝形,称为尾板;中间的六块称中间板。板片的形状、大小和板片上的纹饰均随种类变化而变化,故是分类的重要依据。它们的家族史最早可以追溯到寒武纪晚期。
石鳖家族
左史德勒石鳖/右海胆石鳖
不要小看这些生活在海边像“潮虫”一样的小动物,它们有一项神奇的“科技”远比我们人类的现代科技更加厉害,那就是“铁齿铜牙”。科学研究发现,石鳖的牙齿是由磁铁矿组成的,这是由活有机体组成的最坚硬的材料。石鳖的牙齿内部有蛋白质和糖类,石鳖正是利用它们吞食的藻类制造出了氧化铁,这是不是不可思议啊!如果这项研究能够被我们人类利用的话,生物仿生技术将会出现新的创举。
漂亮的骨螺家族
关于贝壳家族的科学故事远不止这些,本文也只介绍了贝壳家族的几种代表而已,在陆地上还分布着腹足纲家族的重要成员陆贝——蜗牛。蜗牛是陆生贝壳类软体动物,从旷古遥远的年代开始,蜗牛就已经生活在地球上。蜗牛的种类很多,有25000多种,遍布世界各地。
五彩缤纷的扇贝
小贝壳不仅是海洋生物的代表,透过小小的贝壳还可以与天文、地理、物理、生物、化学、医药、建筑、美学、数学等20多个学科专业建立起桥梁关系。从阿基米德螺旋到斐波那契黄金螺旋,从螺旋星系到螺旋指纹,从螺旋运动到螺旋上升,贝壳里有人文科学,也有自然科学。世界的五大洲四大洋,从陆地到海洋,从淡水到咸水,从地面到树冠,从珠穆朗玛峰到马里亚纳海沟都有贝壳的踪迹。相信随着研究的深入,更多的精彩内容将在这小小的贝壳中呈现。
来源:地球杂志
编辑:蓝多多
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