蕉葉貝，二疊紀，貴州
朱氏豪伊特貝，泥盆紀，廣西
鴞頭貝（未定種），中泥盆紀，廣西
「這些腕足動物化石作為一個整體，成為研究者們打開億多年前遠古時代面貌的鑰匙，在地層劃分對比、盆地分析、環境推測和礦產資源勘探等方面都具有重要意義。
■本報記者 張文靜
俗話說：「物以稀為貴。」對於化石標本來說，常常也是如此。脊椎動物化石，尤其是人類化石，因其寥寥無幾、難以尋覓，所以也異常珍貴、備受矚目。而腕足動物化石則是數量較多有時甚至是極多的一類。在遙遠的古生代，腕足動物曾經歷過非常繁盛的時期，使得我們今天在古生代地層中能夠見到它的化石數量蔚為可觀。用中科院院士、我國腕足動物化石系統研究的奠基人王鈺的話說，堪稱「俯拾皆是」。
然而，數量眾多就不稀奇嗎？其科學價值就會降低嗎？當然不是。我國幾代腕足動物學家豐碩的研究成果足以給出否定的答案。雖然不是單獨拿出每件化石標本都珍貴無比，但這些腕足動物化石作為一個整體，成為研究者們打開4億多年前遠古時代面貌的鑰匙，在地層劃分對比、盆地分析、環境推測和礦產資源勘探等方面都具有重要意義。為了採集和研究它們，科學家甚至付出了很高的代價。
第一個向海洋更深處進發
約4.6億年前，幾乎所有的海洋生物都生存在近岸淺海地區，海面向下延伸60米，就幾乎到了少有生命氣息的死寂之地。這時，出現了第一個向海洋更深處進發的「勇敢者」——腕足動物葉月貝。
與這種「大無畏的探險精神」相對的是，葉月貝的體型非常小，一般在1～3毫米。所以當2007年中國科學院南京地質古生物研究所（以下簡稱南古所）研究員詹仁斌等人來到新疆塔克拉瑪幹沙漠東北部的庫魯克塔格地區野外考察時，是拿著放大鏡在數百米的巖層中找到的葉月貝腕足動物群，發現化石的地點寸草不生，一片荒蕪。
2014年和2017年，關於新疆塔裡木葉月貝動物群研究的兩篇論文分別發表，其科學發現令國內外同行震驚。在此之前，沒人想到新疆沙漠地區存在著生活於較深水海洋底域的葉月貝腕足動物群。這些具有特殊學術價值和意義的腕足動物化石現在就以模式標本的身份保存在南古所的標本館中，因為，根據這些材料，詹仁斌等在他們的科學論文中建立了一個腕足動物新種。
「雖然葉月貝及其常見的共生分子通常只在100米左右的海面之下生存，現在看來不算太深，但這個變化的意義是非凡的，它的出現表明地球海洋生態系統向更深的海洋底域拓展了，發生在奧陶紀的生物大輻射事件，一個主要表現就是生物開始佔領較深水海洋生態底域。」詹仁斌告訴記者。
葉月貝所屬的腕足動物門是一類海洋底棲無脊椎動物。它們通常固著在海底某個地方，終生不動，通過濾食水中的懸浮有機顆粒為生。有趣的是，腕足動物這個名字，其實來源於誤解。最早的學者誤以為這個「腕」與軟體動物門的運動器官「足」相當，所以稱其為「腕足動物」。事實上，這個「腕」是起呼吸和攝食作用的，與身體運動無關。雖然問題現今已經明晰，但這個「名不副實」的稱謂卻一直沿用至今。
在近3億年的古生代中，腕足動物經歷了多次盛衰變化。在海域深約200米內的陸表海、斜坡或臺地平坦海底上，腕足動物經常是個體最豐富、分布最廣的優勢類群之一，它們牢牢佔據著海底的統治地位。「也因其繁盛，我們在野外考察時經常會發現成千上萬枚腕足動物化石個體，在巖層表面密密麻麻，俯拾皆是。」詹仁斌說。
後來，在經受了奧陶紀末和泥盆紀晚期弗拉—法門交界期以及二疊紀末大災變之後，原有的優勢不復存在。新生代開始，腕足動物的豐度和多樣性銳減，分布範圍已經碎片化、邊緣化和深水化，它們曾經繁盛的海洋淺水底域已經被軟體動物雙殼類、腹足類等佔據優勢地位。
今天的海洋裡，腕足動物只剩下110個屬、近400種，只在紐西蘭、日本等少數地區存在，部分屬種被迫向深海遷移，最深的超過了6000米。隨著軟體動物的繁盛，腕足動物逐漸衰落，零星的分布使其成為海洋無脊椎動物中的稀有代表。
「可以說，腕足類興衰史是地球生物宏演化過程的一個縮影。」中科院院士、南古所研究員戎嘉餘說。
艱險的尋石之路
詹仁斌師從戎嘉餘院士，從1991年攻讀博士學位開始，他就與腕足動物結下了不解之緣。詹仁斌還記得，自己在1991年隨戎嘉餘赴浙西和贛東北地區，了解熟悉當地情況。在4億多年前，這裡是涉及到華南古板塊演化爭論的重要地區。1992年，詹仁斌獨自再次訪問浙贛交界地區，一呆就是兩個月，全面系統地發現並揭示了我國東南部晚奧陶紀凱迪晚期頗具地方特色的腕足動物群，後來在他發表的英文專著中，詹仁斌把它稱作阿爾泰窗貝動物群。
中國是腕足動物化石產出的大國，從寒武紀到新生代都有化石記錄。其中，以貴州和廣西兩省最為豐富，浙江和西藏次之。這些地方腕足動物化石標本的採集，凝聚了幾代古生物學家的心血。
其實，最早記載的中國腕足動物並不是出自中國學者之手，而是比利時古生物學家康寧克描記的兩種華南泥盆紀化石。最早以中國材料為模式標本建立的腕足動物屬是二疊系標準化石、形態特化的蕉葉貝，是德國地質地理學家李希霍芬採集、古生物學家凱瑟描述的。
從20世紀20年代開始，中國學者開始取得早期裡程碑式的成果，包括孫雲鑄、趙亞曾、黃汲清等。20世紀50年代初起，中國的地層與古生物研究進入了一個新紀元，王鈺、楊遵儀對腕足動物等無脊椎動物的研究起到了引領和指導的作用。及至七八十年代，中國腕足動物屬的創建達到了高峰期。此後，中青年研究者不斷湧現，腕足動物研究專家在全國一度達到100多人。目前，現在又回落到不足20人。
與其他野外科考一樣，腕足動物化石的發現之旅也常常充滿著艱險。1931年，趙亞曾在雲南昭通野外考察途中被土匪殘害，這位在國際學術界贏得聲譽的中國學者把短暫的生命奉獻給了我國的腕足動物和相關地質事業。到自然條件惡劣的地區考察對於古生物工作者而言是家常便飯。詹仁斌還清楚地記得，2009年他帶隊去西藏採集腕足動物化石，搭帳篷住在海拔5000多米的高原上，數十公裡範圍內不見人煙。在寸草不生、亂石嶙峋的山上每走上幾步都要氣喘籲籲，還得專心採集化石標本。然而，「回憶過去，這樣的付出是非常值得的」。詹仁斌說。
對西藏腕足動物化石的研究結果2014年發表在英國《古生物學》雜誌上，由於材料極難獲得，且科學意義特殊而引起了學界的關注。詹仁斌等人的研究發現，西藏的腕足動物化石與華南板塊同期地層中發現的化石非常相近。「說明在4億多年前，藏南板塊與華南板塊是有聯繫的，兩個板塊海洋動物群的面貌非常相似。沒有這些化石標本的發現和研究，就得不出這樣的認識。」詹仁斌解釋說。
標本保存現狀不容樂觀
對於腕足動物研究來說，化石標本的重要性不言而喻。據詹仁斌介紹，如今，中國腕足動物模式標本絕大多數散見於國內數十家單位，個別老標本則保存在英、德、意、日、澳、美等西方發達國家。由於種種原因，我國的標本存放狀況差別很大，有些單位把大量信息錄入資料庫，查找簡易便捷；有些缺乏規範整理或把標本轉給其他單位，查找難度很大；有些因搬家轉移，標本積壓，石沉大海；有些還在個人手中，前途堪憂。
「總體上看，標本保存現狀不容樂觀。」戎嘉餘表示，希望從國家層面上立法，無論是單位還是個人，都宜從長計議，精準地做好模式標本的規範保存與管理。「標本是自然和科學遺產，是全人類的寶貴財富，一旦毀壞或丟失，損失難以估量。」
如今對於腕足動物的研究，還有很多問題有待進一步探索，比如腕足類最大個體在地質時期的發育和變化。為什麼殼長或殼寬超過100毫米的特大型腕足類的首現發生在奧陶紀大滅絕之後？為什麼特大型腕足類幾乎是古生代的專利，而在二疊紀末大滅絕後消失了？這是否還受制於和軟體動物競爭的失敗？生物受環境影響的因素甚多，除溫度外，還有海水營養優化與可溶解氧濃度變化，生物攝食機制的適應等，內因與外因都可能起作用，哪個更重要？未來，古生物學家會從更多遠古的石頭中找尋答案。
《中國科學報》 (2018-02-02 第5版 文化)