化石是什么_化石的用途

2023-04-06 10:20:45 173

　　通俗地说，化石就是生活在遥远的过去的生物的遗体或遗迹变成的石头。

　　在漫长的地质年代里，地球上曾经生活过无数的生物，这些生物死亡后的遗体或是生活是遗留下来的痕迹，许多都被当时的泥沙掩埋起来。在随后的岁月中，这些生物遗体中的有机质分解绐尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成了石头，但是它们原来的形态、结构（甚至一些细微的内部构造）依然保留着；同样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。我们把这些石化了的生物遗体、遗迹就称为化石。通过研究化石，科学家可以逐渐认识遥远的过去生物的形态、结构、类别，可以推测出亿万年来生物起源、演化、发展的过程，还可以恢复漫长的地质历史时期各个阶段地球的生态环境。

恐龙--遗体化石

恐龙脚印--遗迹化石

　　一、化石的保存条件和形成过程

　　我们已经知道，地质历史时期的古生物遗体或遗迹在被沉积埋藏后可以随着漫长地质年代里沉积物的成岩过程石化成化石。但是，并不是所有的史前生物都能够形成化石。化石的形成过程及其后期的保存都要求一定的特殊条件。

枭头贝贝壳化石

　　化石的形成及保存首先需要一定的生物自身条件。具有硬体的生物保存为化石的可能性较大。无脊椎动物中的各种贝壳、脊椎动物的骨骼等主要由矿物质构成，能够较为持久地抵御各种破坏作用。此外，具有角质层、纤维质和几丁质薄膜的生物，例如植物的叶子和笔石的体壁等，虽然容易遭受破坏，但是不容易溶解，在高温下能够炭化而成为化石。而动物的内脏和肌肉等软体容易被氧化和腐蚀，除了在极特殊的条件下就很难保存为化石。

　　化石的形成和保存还需要一定的埋藏条件。生物死亡后如果能够被迅速埋藏则保存为化石的机会就多。如果生物遗体长期暴露在地表或者长久留在水底不被泥沙掩埋，它们就很容易遭到活动物的吞食或细菌的腐蚀，还容易遭受风化、水动力作用等破坏。不同的掩埋的沉积物也会使生物形成化石并被保存的可能性及状况产生差别。如果生物遗体被化学沉积物、生物成因的沉积物和细碎屑沉积物（指颗粒较细的沉积物）所埋藏，它们在埋藏期就不容易遭到破坏。但是如果被粗碎屑沉积物（指颗粒较粗的沉积物）所埋藏，它们在埋藏期间就容易因机械运动（粗碎屑的滚动和摩擦）而被破坏。在特殊的条件下，松脂的包裹和冻土的掩埋甚至可以保存完好的古生物软体，为科学家提供更为全面丰富的科学研究材料，琥珀里的蜘蛛和第四纪冻土中的猛犸象就是这样被保存下来的。

琥珀里的蜘蛛

　　时间因素在化石的形成中也是必不可少的。生物遗体或是其硬体部分必须经历长期的埋藏，才能够随着周围沉积物的成岩过程而石化成化石。有时虽然生物死后被迅速埋藏了，但是不久又因冲刷等各种自然营力的作用而重新暴露出来，这样它依然不能形成化石。

　　沉积物的成岩作用对化石的形成和保存也很有影响。一般来说，沉积物在固结成岩过程中的压实作用和结晶作用都会影响化石的形成和保存。其中，碎屑沉积物的压实作用比较显著，所以在碎屑沉积岩中的化石很少能够保持原始的立体状态。化学沉积物在成岩中的结晶作用则常常使生物遗体的微细结构遭受破坏，尤其是深部成岩、高温高压的变质作用和重结晶作用可以使化石严重损坏，甚至完全消失。

　　二、化石的用途

　　我们已经知道了，化石是遥远的地质历史时期各种生物的遗体或遗迹，因此，化石就能够或多或少地反映出当时生物及其生存环境的状况，也就为人类了解生命的历史和地球上生态环境变迁的历史提供了重要的线索。

有孔虫

　　18、19世纪之交，博物学家通过对化石的观察发现，越古老的地层中的化石生物与现代生物的面貌差别越大，越年轻的地层中的化石生物与现代生物的面貌差别越小。这一发现为生物进化论思想的产生直接提供了启迪。随后，一代又一代的科学家通过对不断发现的越来越多的生物化石的研究，根据它们形态特征上的异同将各门类生物之间的亲缘关系了解得越来越清楚。在此基础上，科学家进一步的研究使得我们对各种古生物的生活方式、进化的规律和机制等有了更深入的了解。

　　微体古生物学是20世纪由于工业迅速发展而形成的一个古生物学新分支，主要研究对象是那些微小的化石生物，例如有孔虫、放射虫、几丁虫、介形虫、沟鞭藻和硅藻等门类，以及某些古生物类别的微小器官化石，如牙形石、轮藻和孢粉（植物的孢子和花粉）等。其中，孢粉的研究在划分对比非海相地层（即除了海洋性地层之外的所有其它地层）和研究古气候、古地理和古植被等方面具有特殊的意义。

　　在化石研究的基础上，古生态学家可以通过研究古生物与古环境的相互关系，了解地质历史各时期古生物的生活方式、生活条件、生命活动的遗迹、生物及其器官的形态功能、古生物死亡后的埋藏过程和机理等问题。

　　理论古生物学家通过研究大量的化石资料，探讨物种形成、类别的分异、进化的方式、进化的速率和进化机制等生物进化的规律。古生物地理学家则通过大量化石生物的对比研究来了解地质历史各时期动物群和植物群的地理分布等问题。

化石收藏品—巨大的三叶虫

　　此外，诸如生物地层学、分子古生物学、古生物化学以及古仿生学等边缘学科的研究也都离不开古生物化石。由此可见，古生物学的方方面面以及相关的一些学科领域的科学研究都离不开古生物化石，化石的用途可真是太大了！

　　除了科学研究之外，化石的审美价值、文化价值和社会价值也很大。许多造型美观的化石即是自然遗产，又是天成的艺术品。国外发达国家许多普通人都是化石的爱好者和收藏家，通过收藏化石，即了解了自然历史等科学知识，又起到了修身养性、陶冶情操的作用；近年来随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，也出现了一批化石爱好者和收藏家，他们的活动不仅起到了一定的科学普及效应，而且还在很大程度上促进了古生物学的发展呢。例如，近年来我国辽西发现的许多轰动世界的古生物学大发现，最初或多或少地都与一些化石收藏家有关。不过，我国目前的化石收藏市场还很不规范，私人收藏对科学研究虽然起到了一些正面的积极作用，但是也为乱采滥挖、珍贵化石走私等埋下了隐患。因此，切实可行的有关珍贵化石保护和化石收藏市场规范化的法规和制度必须健全。

　　我国古代先民在几千年前就对化石有所认识，中医里一直把化石作为一种药材——龙骨，用来医治某些疾病。但是龙骨的采挖和药用确实对珍贵的化石资源是一种巨大的破坏。在知识经济时代的今天，应该认识到化石的科学价值和人文价值远远大于其医用价值；而且，龙骨所能够起到的那些医疗作用早已能够被许多新发明的药剂所取代，因此，该到了把龙骨开除出医学界的时候了。

　　三、何谓“活化石”

拉蒂迈鱼

　　我们已经知道，化石是那些生活在久远的地质历史各时期的古老生物的遗体或遗迹，因此化石生物几乎都是那些与现代生物不同的、比现代生物要原始的生命形式。

　　不过在我们现代的生态系统内，生活着的生物也并不全是“现代化”的。某些生物仍然顽强地生存在这个世界上，但是它们的形态结构、生理和代谢机制、生物化学组成、遗传谱系和系统发生关系等却或多或少地保留了许多原始生物的特征，在它们身上，我们可以看到一些祖先型生命形式的原始状态，它们提供给了我们许多一般只能靠化石才能提供的信息，科学家就把这样的生物形象地称为“活化石”。

　　水杉、熊猫等我国的珍惜动植物都是大家熟悉的活化石。如果你到我们中国古动物馆来看一看，这里还珍藏着一条更为珍贵的活化石——拉蒂迈鱼，从它那连接身体和鳍条的肉质鳍柄上你可以想象出3亿多年前肉鳍鱼类顽强地爬上陆地演化成两栖类动物的进化过程。