生物世界

耙笔石化石（摄影：郭伟）

揭开奥陶纪那些古老的黑色页岩，总是会在岩石的层面上看到密密麻麻的笔石化石，特别像铅笔在岩石上书写的痕迹。瑞典分类学家卡尔·林奈将它们命名为Graptolithus，也就是笔石。

千变万化，四海为家

在距今5亿~3亿年前的海洋中，生活着一类神秘的小型海洋无脊椎动物——笔石虫。它们是远古海洋里勤劳的“建筑工”，也是精益求精的“小小艺术家”。它们像珊瑚一样，建造一个个叫作胞管的“小房子”，并居住在里面。不同类型的笔石虫所居住的胞管形状各不相同——有圆有方，有直有弯。笔石虫们将自己的胞管一个挨着一个整齐地排列成像楼房一样的笔石枝。精巧而整齐的笔石枝再进一步排列组合成树枝状、网格状或羽毛状的笔石体。

笔石结构图

虽然笔石虫的身体很小，只有1~2毫米，但是它们所建造的笔石体却可以很大，小的笔石体有几十毫米，最大的可以达1.45米。

笔石的公共浮胞和附着在海藻上的假漂浮生活笔石体（绘图：霍尔、马来茨）

如果你穿越到奥陶纪的海洋中，会发现任何一个可以让笔石虫稳稳固定住的物体，都可以成为它们繁荣的家园。一些笔石虫们共同建造出可以充满空气、从而漂浮在海面上的浮胞，许多的笔石体聚生在这个公共的浮胞上。拥有了公共浮胞的笔石虫，将自己的领地开拓到了深水海域，它们在富含氧气和食物的海面繁衍生息，死后落入海底被掩埋。

能做标尺，亦可“探油”

由于笔石的演化速度快，化石数量多，在全球的各个大陆上都有广泛分布，因此，它们被科学家们选定为研究地层的标准化石。科学家们用特定种类笔石出现和消失的时间标记地层的年代，建立了地质历史上的“唐宋元明清”，因此笔石也常常被古生物学家戏称为地质时间的“游标卡尺”。

显微镜下的微体菌藻。微体菌藻个体太小，在野外用肉眼很难识别（摄影：石敏）

另外，笔石还可以用来指导油气的勘探。海水中的微体菌藻类等生物不仅是产生油气的主要来源，也是笔石虫的主要食物。在奥陶纪和志留纪的海洋里，微体菌藻繁盛的地方常常生活着大量的笔石虫。所以，在笔石化石含量多的岩层中寻找油气，就成了油气勘探的黄金定律。只要一个放大镜，就可以现场鉴定岩层中笔石的属种，并由此判断它们所在的地层年代。现在，笔石化石已经成为油气勘探现场的“指南针”，可以快速精准地指向页岩气的钻井层位。

微体菌藻类生物可产生油气（摄影：石敏）

因此，奥陶纪和志留纪的笔石页岩已经成为中国进行油气勘探的重点层位，而且已经据此发现了4个油气田，使中国一跃成为仅次于美国的第二大页岩气产气国。笔石这个小身量的小虫子，俨然已经成为油气勘探中的“大功臣”。

笔石虫的消亡

到今天为止，距离第一块笔石化石的发现，已经过去将近300年。科学家们经过长期研究推测，笔石虫属于具有原始形态脊索的半索动物。通过研究笔石动物的近亲，科学家们认为笔石虫的祖先很可能也是鱼的样子。古生物学家们发现，在有颌鱼类这些又灵活又聪明的捕食者崛起之后，很多生活在食物链底端的滤食动物类群都遭受了重创，笔石也从石炭纪开始在化石记录中销声匿迹。

耙笔石化石（摄影：冯庆来）

笔石虫在地球上的繁盛期将近2亿年，生存的历史是人类文明史的2.5万倍。当我们探究人类文明的存在和未来的时候，这个小小的远古生命奇迹或许注定要成为我们思考的注脚。

注：本文为中央高校教学改革项目（项目编号ZL202051）资助的成果

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