各種各樣的放射蟲
主筆：張文靜
在廣闊無垠的海洋中，生活著一種看起來微不足道的動物。它們個頭很小，還不及一粒小米大，但卻擁有值得驕傲的漫長生命史，自寒武紀出現開始，一直演化至今。它們數量龐大，分布廣泛，死亡後沉積海底所形成的軟泥約佔據現代海底面積的3%。這些小東西就是放射蟲。如今，科學家們對放射蟲化石標本的研究，更是在地層判定、板塊運動等問題的解決中發揮了重要作用。
長相奇特
放射蟲這個名字，與它們獨有的「長相」有關。放射蟲是在海洋中漂浮的一種單細胞原生動物。它們大部分都有一個中心骨骼，呈球形、鐘罩形等多種形狀，中心骨骼上有刺呈放射狀向外伸展，因而得名。
放射蟲屬於原生動物門肉足蟲綱。與這個大家族中的其他兄弟姐妹一樣，放射蟲的個體也是僅由一個細胞組成。但這個唯一的細胞是一個完整的有機體，具有作為一個動物個體所應有的主要生活機能。細胞的各部分產生了分化，各自掌管一定的功能，形成了「類器官」。比如，它們往往長有鞭毛、纖毛或是偽足作為運動器官。
原生動物個體都很微小，分布卻非常廣泛，放射蟲也是如此。放射蟲的身體直徑一般為0.1～0.2毫米，部分可以長到2.5毫米。放射蟲中還有一種類型是群生的，很多個體連接在一起，整體可以達到15毫米以上。
放射蟲嬌小的身體為它的化石標本採集和研究帶來了一些麻煩。中科院南京地質古生物研究所研究員羅輝告訴《中國科學報》記者，在野外採集化石時，他們是無法直接看到放射蟲的，即使拿著放大鏡也只能在巖石中窺見一些保存良好的放射蟲的影子。他們需要將可能含有放射蟲化石的巖石運回實驗室，經過特殊處理使得化石從石頭中分離出來，再用電子顯微鏡將其放大到幾百上千倍來照相，利用照片進行觀察和研究。
「當然，放射蟲化石研究也有其獨特的有利條件，那就是它們並沒有隨著漫長的歷史演化而滅絕。」羅輝說，目前已知的放射蟲化石有2000多種，而現生的放射蟲大概有6000種。我們可以用將今論古的研究方法，根據現生放射蟲的生存、生態分布等情況，來推斷古代放射蟲的生存狀況。
羅輝介紹說，在日本就有放射蟲專家專門進行放射蟲的現生培養，或者在海洋中採集現生放射蟲，放在顯微鏡下觀察它們的行為。「通過視頻我們可以看到，大部分放射蟲是進行捕食的。它們會把自己的偽足伸出來，將一些小的食物抓住，然後把它吃掉。有些放射蟲會有共生的藻類，藻類通過光合作用產生養分，可以被放射蟲吸收。這些行為都非常有意思，也是當前國際放射蟲研究的一個熱點。」羅輝介紹說，「過去我們對化石研究比較多，但現在有很多放射蟲專家轉過來去研究現生放射蟲的行為。」
沉積深海
放射蟲分布十分廣泛，從赤道到極地，幾乎遍及世界上的所有海域。其中，赤道附近的放射蟲尤其豐富多樣。如果用一個普通浴缸來盛滿海水，裡面生活的放射蟲可以達到4萬個。由於其殼體是矽質，放射蟲在死亡並沉入海底後不容易被溶解，而是大量富集起來。它們的堆積密度驚人，一塊火柴盒大小的地方，沉積物中含有放射蟲的個體數可以超過12萬個。這些堆積在海底的放射蟲殼就形成了放射蟲軟泥。「有統計稱，這種軟泥覆蓋了整個地球海底面積的3.4%。」羅輝說。
正是由於放射蟲可以沉積海底的特性，它們得以在地殼板塊縫合帶的研究中起到關鍵作用。「我們知道，地球上幾大板塊在碰撞過程中會消亡，消亡之後形成的碰撞帶，我們叫作縫合帶。縫合帶中就殘留了很多深海的沉積物，這些沉積物中只有放射蟲，沒有其他化石。所以，放射蟲化石可以作為板塊運動中的關鍵證據。」羅輝解釋說。
近些年來，羅輝將主要精力投入到西藏雅魯藏布江縫合帶的放射蟲化石上，就是在進行與此相關的研究。每年夏天，羅輝都要帶著研究組成員去青藏高原採集化石。在莽莽高原上尋找這些微小的化石並不容易，除了要應付高原反應外，還要面對一片支離破碎的地層。
「縫合帶的地層與平常的地層不同，它不是連續的，因為它構造運動很強烈，把原來正常的上下結構全打亂了，所以在高原上採集化石，比其他地方的野外觀察困難得多，在研究方法上也會不太一樣。我們需要反著來，先把化石找出來，再去推斷原來的地層順序。」羅輝說。
古生物學家尋找化石常常要靠點運氣。在高原上，運氣的因素顯然更重。
最讓羅輝印象深刻的是，多年前他的一位師弟在江孜縣找到了一些古近紀的放射蟲，對此發表了一篇論文，引起了不少關注。論文發表後，很多人慕名前往去找類似的化石，但由於當地的地層太亂，都沒有找到。有人就懷疑，這種化石是不是真的存在於這裡。為了證實這件事，此後的十年間，羅輝每年一有機會來青藏高原就去那附近尋找，結果都空手而回。課題結束了，他也差不多灰了心。最後一年，羅輝想著隨便去看看，就到那附近的一個山頭去找。當時，有幾塊化石看起來挺好，羅輝就將它們採回來。回來一看，才發現「眾裡尋他千百度，那人卻在燈火闌珊處」，這正是他多年來苦苦尋找的放射蟲化石。
古生物學研究往往伴隨著驚喜和失望。「這也正是它迷人的地方。」羅輝笑著說。
研究漸熱
對放射蟲化石的研究始於歐洲，之後美國發展較快，但最近稍微有所減弱。
目前，世界上放射蟲研究人數最多的國家是日本。「日本的地層很特殊，裡面幾乎沒有其他化石，但大部分地方都能找到放射蟲。」羅輝介紹說。
放射蟲的生命歷史十分漫長，從寒武紀一直演化到現在，不同時代中發展出了不同的類型，它的骨骼也因此會在不同的巖石中保存下來，最常見的就是矽質巖。
「最開始，研究人員無法將化石從巖石中剝離出來，只能將巖石磨成薄片，然後通過顯微鏡來對薄片進行觀察。這種觀察的準確性當然不高，所以當時定的很多屬種，現在都被認為是不正確的，基本都改過來了。上世紀70年代以後，研究人員才找到一個新的方法來處理放射蟲化石，將其從矽質巖中取出來。這極大地推動了放射蟲化石的研究。」羅輝介紹說，「現在，我們大部分的研究方法都是根據這種技術改進而來，從而獲得放射蟲實體。後來，研究人員在一些過去沒有發現化石的地層中找到了放射蟲化石，這對解決該地層的時代問題非常關鍵。」
近年來，由於構造板塊研究較熱，學界對於放射蟲研究也重視起來。「這幾年，我國放射蟲的研究人員人數也在增加，南古所、南海所、中國地質大學（武漢）、同濟大學等有研究人員在進行不同方面的研究。」2009年，作為國際放射蟲古生物學者協會主席，羅輝在南京組織會議，基本上邀請了國內所有放射蟲研究專家集聚一堂，與國際專家展開交流。「至少從參加人數來看，我國是僅排在日本之後的。如今，隨著國內對基礎研究越來越重視，致力於研究放射蟲的學生也越來越多，這是個好現象。」羅輝說道。
未來，他們對放射蟲的研究，也許會給我們帶來更多驚喜。
《中國科學報》 (2018-08-10 第4版 自然)