图片新闻

【中国自然资源报】菊石——挺过三次生物大灭绝的远古海洋生物

时间:2026年03月27日 15:19  作者:  点击:[]

它们比恐龙还要早出现1.7亿年,挺过地球史上最严重的三次生物大灭绝,成为远古海洋的“明星”生物,却在白垩纪末期黯然离场。它们就是菊石。

产自西藏聂拉木县的菊石化石。 中国地质大学逸夫博物馆 供图

菊石既不是石头,也不是菊花,而是一群拥有众多触腕的头足纲动物,因外壳上有着类似菊花的独特纹路而得名。菊石最早出现在泥盆纪初期(距今约4亿多年),历经泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪,一直到白垩纪末期,在海洋中繁衍了3 亿多年,见证了无数的沧桑变迁。

菊石的精美外壳主要由碳酸钙构成,形状变化多端,绝大多数以胎壳为中心在一个平面内优雅旋卷,犹如精美的艺术品,少数则呈直壳、螺卷或其他奇特的不规则形状。菊石的外壳大小差别很大,有的比磨盘还要大,直径接近3米,有的不足1厘米;有的壳面光滑如镜,有的长有纹、肋、瘤、刺等;有的壳侧面扁缩,呈现盘形、凹镜形等形态;有的腹背扁缩,呈现出球形、椭球形。

菊石的化石通常只有一个外壳,软体部分基本没有被保留下来,因此人们并不知道菊石伸出外壳的部分具体长什么样。现在通常认为,菊石和鱿鱼等头足动物一样拥有八条腕足,因此菊石又叫“带壳鱿鱼”。

在地球生命演化的长河中,菊石化石为地质学家揭开地球时间奥秘提供了关键的一环。它们仿佛一把精确的“刻度尺”,被古生物学界认为是划分和对比地层、划分岩石年代最有效的标准化石之一,三叠纪至白垩纪的大部分海相地层,就是利用菊石来划分的。

在北喜马拉雅构造带内的三叠纪特提斯喜马拉雅沉积地层中有大量的菊石化石产出。2019年,中国地质大学(武汉)地球科学学院博士生代旭等人在我国西藏聂拉木县、希夏邦马峰北坡海拔5300米的二叠系—三叠系界线剖面——排孜剖面,发现了大量的菊石化石。它不仅证实了2亿年前青藏高原地区曾是一片汪洋大海,还见证了地壳上升和仍在进行中的造山运动。

在三叠纪时期,青藏地区属于特提斯洋的一部分,海洋中以菊石为代表的生命繁盛,这些生命死亡后被海底沉积物掩埋,为化石的形成提供了先决条件。但是按照板块构造学说,如果大洋地壳一直向下俯冲,那么这些埋藏菊石的沉积物会被洋壳带入地幔中而熔化。它们之所以还能保留下来,并在高海拔地区被发现,意味着埋藏它们的沉积物受到了地壳作用首先从洋壳上升到了陆地,之后不断抬升。至于沉积物为何上陆地,而不是随着大洋地壳一直向下俯冲,一个原因是发生了俯冲折返,后在逆冲断层推覆作用下抬升;另一个原因是它们沉积在大陆架上,而非大洋地壳上,因此它们不会像坐车一样被带进海沟。之后,随着洋壳俯冲完毕,大陆之间发生碰撞挤压,地壳强烈褶皱,这些带有菊石的沉积岩被带到了高处。

菊石的发现成为喜马拉雅山地壳变迁的有力见证,对于科学家们进一步探索和研究地球历史、古生物等有着深远影响。

从泥盆纪早期到白垩纪末期,从温暖的浅滩到遥远的深海,菊石以惊人的生命力和适应性,广泛分布在海洋中。现已发现的中生代菊石品种超过1万种。因此,中生代也被人们称为 “恐龙之陆、菊石之海”。

菊石起源于杆石目,而杆石目又是鹦鹉螺亚纲的重要分支。在漫长的进化过程中,由直角石目演化而来的杆石,逐渐成为了从鹦鹉螺向菊石演化的关键过渡类型。随着杆石的持续进化,菊石亚纲和蛸亚纲(包括章鱼、乌贼、鱿鱼等)也相继诞生。

在泥盆纪海洋生物竞争日益激烈的背景下,外壳笔直的杆石为了逃脱有颌鱼类的捕食,逐渐从笔直形变成弓形,再经历从平面到紧密旋卷的演变。到了白垩纪末期,甚至出现了沿三维方向卷起的异形菊石,其表面纹路也愈发华丽繁复。这一连串的进化事件,展现了菊石自我进化的卓越潜能。

在漫长的生物进化过程中,菊石曾成功挺过了泥盆纪晚期、二叠纪—三叠纪以及三叠纪—侏罗纪三次生物大灭绝。可在白垩纪—第三纪灭绝事件里,由于陨石坠落、气候变化、海洋环境变化等因素,菊石没能逃脱灭绝的命运,最终与非鸟恐龙、沧龙、翼龙、蛇颈龙等一同灭绝。

【本文为2025年地球科学科普作品大赛一等奖作品,略有删减。作者单位:中国地质大学逸夫博物馆】

(《中国自然资源报》2026年3月26日 作者:徐 燕 李富强 隋吉祥)

访问量:

 © 2017 中国地质大学逸夫博物馆 Yifu Museum Of China University Of Geosciences 版权所有