科学好故事|如何让自己成为化石？

来源：BBC

撰文：Richard Fisher

翻译：任天

发现埋藏在石头中数百万年的古生物遗迹，是一件既令人着迷，又十分特别的事情。那么，有没有一种方法能够增加我们成为化石的机会，并在遥远的未来，被我们后代发掘出来。

三叶虫是一种外形类似潮虫的生物，长着球状的眼睛、细长的腿和类似鲎一样的头部。它们最早出现于寒武纪，最晚在2.5亿年前的二叠纪结束时灭绝。如果它们现在还活着的话，或许会吓到不少人。在世界各地，人们都发现过三叶虫的化石。

许多人从小就对三叶虫这样的化石生物着迷，他们会收集菊石、古鱼类甚至恐龙的骨骼，以及其他各种远古生物的化石。这些化石迷人的地方在于，它们能将人们的思想带离当下：每一块化石都是一扇通往遥远时空的窗户；它们所存在的时间和地点，都早已成为历史。看着这些古老的生物，我们会试图想象它们如何生活、运动，它们会有什么样的行为。在遥远的未来，古生物学家又会如何看待21世纪的生物所形成的化石：蓝鲸、大象、灰熊……甚至今天的人类。

这就引出了一个有趣的问题：我们自己最终会不会像三叶虫那样，被保存下来并被矿化，成为名副其实的化石？

那么，如果有人打算变成化石，他应该如何增加成功的几率呢？他应该去哪些地方？他身体的哪一部分能保存最久，是骨头、皮肤、肌肉，还是脚趾甲？有没有办法加速或人为调整成为化石的过程？

雅各布·温瑟尔是英国布里斯托尔大学的古生物学教授，主要从事宏观演化的研究。他的研究涉及许多高度精细且十分罕见的标本，比如有羽毛的恐龙，以及它们所留下的色素。

事实上，温瑟尔已经思考了很多关于如何让自己变成化石的问题，在他看来，这是一个严肃的问题，很值得探索，而不仅仅是满足病态的好奇心。更深入地思考我们的身体如何变成化石，可以帮助人们了解在这一过程中会失去什么。

如果我们能把自己变得看起来像化石一样，那这也许可以成为一种方法，让我们更好地对另一种生物进行逆向工程，使其成为曾经存在过的有血有肉的生物。毕竟，化石本身并不能提供完整的生物学图景。许多恐龙的复原图看起来非常怪异，因为它们是“收缩包装”的。我们只有一些骨架，然后在骨架外面加上一点肉，因此，对古生物的复原包括了对外表和行为的大胆猜测。

不过，现在的任何一个人都不太可能幸运地成为能够被后代发现的化石，这需要使用非同寻常的方法。如果我们被完整地埋在典型的土壤中，我们的骨头可以保存大概一百年的时间。如果想要让骨骼保存更长的时间，通常就需要更好的条件。

事实上，大多数曾经存在过的物种都没有被保存在化石记录中——这里说的是物种，而非简单的有机体。这意味着地球上曾经有一些完整的动物种群没有留下任何痕迹。化石为我们提供了一种非同寻常的视角，但与此同时，这对于过去的物种多样性而言，也是一个非常不完整的视角。

最后，即使我们有幸成为化石，也不太可能会被未来的人类发现。若想在成为化石后“重见天日”，不仅仅需要有拿着石头锤、对化石感兴趣的智慧生命，还需要考虑天时和地利的因素。数以万亿计的化石仍深埋在地下，只有当包含它们的岩石上升并暴露出来时，才会被人们发现。更关键的是，在被发现之前，还需要确保化石不会被海洋、天气或其他自然因素侵蚀破坏。

但无论如何，成为化石并不是完全不可能的。那么，需要怎么做，才能最大限度地提高成为化石的几率呢？

地点，地点，还是地点

实现这一目标的选择之一，是所谓的“亚化石”（subfossil）路线。在地球上的几个地方，生物遗骸有望得到更长期的保存机会——至少长期到足以引起未来考古学家的兴趣。

首先，我们可以找个寒冷且气候稳定的地方把自己冷冻起来。毕竟，阿尔卑斯山脉冰川中曾发现过史前人类，比如生活在5000多年前的“冰人奥茨”。或者，我们可以躺在一个沙漠洞穴里，将自己的身体与食腐动物隔离起来。在秘鲁干燥的洞穴中，考古学家就曾发现一万年前的古代遗骸。此外，泥炭沼泽也很适合人体的长期保存。

偶尔会有报道称，人们在几千年前的泥炭沼泽中发现一具“沼泽木乃伊”——有时是祭祀仪式的不幸受害者，比如20世纪80年代在英格兰西北部发现的林道人（Lindow man）：他与古罗马人生活在同一时期，由于泥炭藓和酸性泥炭沼泽独特的化学环境，他的软组织得以保存下来。强酸性水质、低温和缺氧的特殊环境，使沼泽木乃伊的表皮黑化，皮肤与内脏常可以完好地保存下来，但骨骼通常无法留存。

但“亚化石”的路线也有缺点。尽管这些方法有机会让我们进入未来的博物馆，或者在实验室里接受考古学家的研究，但从保存时间上，无论是“冰人”还是“沼泽木乃伊”，都远不如嵌入岩石的矿化化石那么长久。没有能持续存在亿万年的冰：如果有的话，我们或许就能找到冰冻的恐龙，提取它们的DNA。与此同时，干燥的洞穴遗骸更像是梅干而不是化石，因为它们从未获得足够的湿度来实现矿化。酸性泥炭沼泽的保存作用可以持续数千年，但沼泽本身很可能最终被侵蚀掉，除非它以某种方式被埋在厚厚的沉积物之下。

那么，有没有其他的可能性呢？美国著名的拉布雷亚沥青坑怎么样？数世纪以来，人们从这些坑里发现了各种史前巨型动物的遗骸。由于沥青坑上常常有树叶、灰尘或水等遮蔽物，动物很容易失足掉进坑里。沥青坑也许可以让人体成为化石，但人体的软组织不会被保存下来。在沥青坑充满生命力的环境中，人的骨头可能会和其他物体搅合在一起并四散分离。

垃圾填埋场怎么样？垃圾填埋场不太好，因为它是一个高地。一般来说，如果想变成化石，你的位置需要在地下水位以下。这是经验法则。地下水位之上的一切最终都会被侵蚀。

如果我们真的想在数百万年的时间里变成化石，就需要考虑不同的地点。更确切地说，我们需要埋在那些有足够湿度，并可以避免被动物吃掉的地方。同样关键的一点是，这些地方需要很快就进入缺氧状态。在缺氧的情况下，宏观的生物体就不会很容易地找到你，有些厌氧细菌仍然可以消化你，但效率较低。这些细菌产生的废物甚至可能有助于你体内某些组织的保存。

那么，什么样的地方可以提供这样的条件？真正古老的化石都被保存在窗口中，人类通常不会在窗口中结束生命，除非真的很不幸。化石通常是在河流、湖泊和海洋中形成的，因此你只有在很偶然的情况下才会出现在那里：以溺水的方式。

遗憾的是，事情并没有溺水那么简单。绝大多数掉进河里的生物并不会变成化石，由于水流和食腐动物的存在，几乎没有什么有机体能在水中长时间保持完整。海岸线附近的海洋也是如此。低循环的湖泊或许可行——在中国发现的许多保存完好的有羽毛恐龙都是这样被埋藏起来的——但仍需要特定的条件。在这些罕见的化石中，有许多都是被附近火山喷发的火山灰包裹起来，最终才得以保存到现在。

通常情况下，你需要被冲到海里，在更深处被埋藏起来，远离陆地的海底是一个更让人“放心”的埋藏地点，可以避免受到海浪和动物的搅动，但又不至于深到没有足够的沉积物来迅速将你掩埋。事实上，可能已经有人开始以这种方式变成化石了，毕竟人类已经航行了很多次，也发生过很多海难。

在这样的海洋环境中，成为“黄金”化石的可能性也很小。如果被埋在富含铁的海底泥浆中，并且海水中含有足够的硫酸盐——以及硫酸盐还原细菌——那么人体就会转化成黄铁矿。你的软组织会被或多或少地替换掉，在三个维度上都是如此。必须承认，成为一个闪闪发光的标本听起来很吸引人——尽管那将是“愚人金”，而不是真正的黄金。

哪些部分更容易成为化石？

第二类问题与我们的身体部位有关：人体的哪一部分最容易成为化石？从史前古人类的化石来看，牙齿和骨骼显然是最好的候选答案。但也有一些软的部分可能会变成化石。皮肤和头发中含有的黑色素越多就越有利，因为这种色素的印记可以保存数百万年。与皮肤、指甲和软组织中的角蛋白不同，黑色素不易分解。这也是古生物学家往往能找到深色的恐龙羽毛，而找不到其浅色羽毛的原因。因此，皮肤和头发更黑的人更有可能成为未来古生物学家眼中的完美化石。

然而，人体内含有黑色素的器官也有可能出现在化石中，比如肝脏。此外，生殖器也有可能出现在未来的人类化石中，因为人体这个部位的肤色比每天暴露在太阳下的部位还要更深一些。

另一个问题是，肌肉可以保存下来吗？在适当的条件下，肌肉组织可以通过释放磷酸盐来保存。如果环境中存在钙，并且pH值较低，那你就可以获得磷酸钙沉淀。如果这个过程发生得足够早，单个肌肉纤维就可能复制并保存下来。

那“一次性”的人体部分呢，比如脚趾甲、耳垢、粪便等？我们身体产生的大部分物质都降解得很快，即使是埋在地下。例如，粪便化石确实存在——我们要感谢著名的古生物学家玛丽·安宁，她在19世纪发现了一些最早的粪化石标本——但这样的化石太过罕见。在我们的一次性身体产物中，很可能最多只有脚趾甲中的磷酸钙会留下来变成化石。如果你参加黑光派对，你会看到你的指甲，它们看起来似乎有幽灵般的荧光，这是因为我们指甲中含有磷酸钙。磷酸钙可能会变成化石，并留下指甲所在位置的模糊印记，然而，大部分的指甲——由角蛋白构成——都会消失。

因此，我们所能期望的最好结果可能就是将骨骼和牙齿，也许还有肝脏，变成化石。如果足够幸运的话，我们的脚趾甲和私处也可能留下幽灵般的印记。对遥远未来的人类而言，这些都将是宝贵的遗产。

能否更快形成化石？

考虑形成化石的概率如此之低，有没有什么“作弊”的方法呢？比如，是否有某种方法可以人为地诱导化石形成，避开一些讨厌的障碍？可能还真有——至少有一种方法确实可以加速化石形成的早期过程。这是由美国芝加哥大学的埃文·萨伊塔（温瑟尔的同事）开发的一项相对较新的技术，被称为“沉积物包裹成熟技术”。

当有机质被埋藏起来后，在它矿化之前，需要经历所谓“热成熟”的过程。这通常需要很长时间，但在实验室中加速这一过程是可能的。这有点像高压烹饪，这就像如果你用烤箱烤一只火鸡，需要三个小时，但如果用高压锅，则只需要30分钟。

萨伊塔对一具鸟类尸体进行了一些实验，由此受到启发，开始探索如何加速热成熟的过程。他和同事们将一只雀鸟包裹在沉积物中，放到水里，创造了一种“假岩石”，想了解这能否模拟早期的化石形成过程。实验的效果并不是很好，萨伊塔开始考虑对样品进行加热和加压。有一天，他与亚利桑那州科学进步基金会的工程师汤姆·凯伊聊到了这一话题，凯伊认为，他可以在家里的车库建造一些装置，实现萨伊塔的想法。

几个月后，萨伊塔和凯伊做出了他们的奇妙装置，准备用蜥蜴、昆虫、树脂、羽毛和植物进行实验。他们的装置包括改装过的空气压缩机，以及通常用来制作草药补充剂的压药丸机。尽管看起来很怪异，但这个装置确实有用。

萨伊塔和凯伊通常在晚上开始压制一批样品，到早上才急切地检查结果。“我们会为了谁能把它们像圣诞礼物一样拆开而争吵，”萨伊塔回忆道，“我们将这些小药片打开，得到一小块细粒沉积物的‘化石’，可以看到羽毛上的深色斑点、棕色的骨骼，以及骨骼周围软组织的黑色晕……就像在中国的有羽恐龙身上看到的一样。”

需要明确的是，成熟过程只是化石形成的第一步。稍后发生的使化石能够长期保存的矿化和结晶过程是完全不同的。而且，他们的试验结果也非常小，只形成了几厘米宽的样品。但令人惊讶的是，它们看起来确实非常像真正的化石。

萨伊塔和凯伊能否制造出一块人类大小的化石？他们想要获得更大的化石，而这需要更多的预算。不过在原理上，答案是肯定的。

变成琥珀

对于那些想要制造化石的人，还可以考虑另一条捷径：琥珀法。如果你能找到足够多的树液，并且能够被琥珀覆盖，这将是保存软组织和骨骼的最佳方式。但是，对于（像人类）这么大的动物而言，这显然非常困难。

琥珀本质上是一种塑料，一种聚合有机物质，因此，如果你跳进一个装满聚氨酯的大桶里，然后有人把这个大桶埋到海底，或许就可以了，但这么做的结果，或许会成为早期人类世充斥塑料的病态象征。

不知道有谁在健康长寿之后，能够有幸成为一块完整的化石——就像三叶虫一样。这是一件多么不可能的事，但还有什么遗产能比这更加持久呢？