伍氏獻(xiàn)文魚：柴達(dá)木盆地干旱化的親歷者和受害者
中國西北干旱區(qū)柴達(dá)木盆地是位于青藏高原東北部最大的一個(gè)封閉盆地，難以想象，早在5000多萬年前，那里曾經(jīng)水草豐茂。青藏高原的隆升是地質(zhì)史上的革命性事件，它阻斷了南來的水汽，致使高原北部越來越干。這時(shí)，一種長著大骨頭的魚類出現(xiàn)了。它奇特的身世，是環(huán)境變化的縮影，也是一個(gè)受害者的故事。
神奇的大骨頭
“這魚滿身的骨頭都粗得出奇， 肉往哪兒長??？”
想象一下，一群古生物學(xué)家圍著一塊剛從大石塊中修理出來的化石，瞪大著雙眼，吃驚的樣子。已經(jīng)80多歲高齡的中科院院士張彌曼先生把這一幕寫進(jìn)了她的論文里。
大概是十年以前，美國洛杉磯自然歷史博物館的王曉鳴博士和國內(nèi)的幾位古生物學(xué)專家，在柴達(dá)木盆地中部偏西的鴨湖背斜軸部的上新統(tǒng)獅子溝組地層中，采集到了許多粗壯的魚類零散骨骼化石。起初誰也不知道那是什么，差一點(diǎn)王曉鳴就把它們當(dāng)成紀(jì)念品帶回美國。好在，后來又找到了幾塊相對(duì)完整的化石標(biāo)本。
要鑒定它的身份并不是很難。根據(jù)形態(tài)學(xué)特征，張彌曼先生把它歸為鯉科中裂腹魚亞科的一個(gè)新屬新種，命名為伍氏獻(xiàn)文魚，以紀(jì)念我國著名的魚類學(xué)家伍獻(xiàn)文先生?？筛慕H相比，甚至在那么多遠(yuǎn)古魚類中，樣子都是極為罕見的。
它遍布全身的骨骼，特別是內(nèi)骨骼，比如脊椎骨、肋骨、肌間骨、部分鰓骨……都超常的粗大，以致幾乎沒有多少空間可供肌肉生長。試想一下，吃魚時(shí)最容易卡喉嚨最討人厭的小骨頭，到了伍氏獻(xiàn)文魚身上，就突然變成了嬰兒肥嘟嘟的手指一般粗。
如此“骨感”對(duì)一條魚來說可能不是什么好事。缺少肌肉牽引，骨骼運(yùn)動(dòng)就會(huì)受到影響，它的游泳能力一定很弱，姿態(tài)還不好看。
古生物學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，它的眼眶很小，視力較弱。食物來源以湖底的藻類為主，而且很可能是較硬的硅藻，因?yàn)樗南骂M長得像一個(gè)扁鏟，所以它可以用嘴把藻類鏟起來，吞進(jìn)嘴里用咽齒磨碎。標(biāo)本中它多數(shù)咽齒頂部的磨蝕面很平整，可見它牙齒的研磨能力不錯(cuò)。
這樣一條奇怪又笨拙的魚同樣難倒了現(xiàn)生魚類學(xué)家，這在他們的研究領(lǐng)域也是聞所未聞。唯一算得上相似的，是在一些熱帶和亞熱帶的海洋魚類中，比如帶魚，骨骼的某些局部位置會(huì)長出疙瘩。有科學(xué)家認(rèn)為，這是種“病”——骨肥厚癥。這要是放在伍氏獻(xiàn)文魚身上，那它算是“病入膏肓”了。可事實(shí)上，兩者的性質(zhì)并不相同，前者通?？偸前l(fā)生在同一種魚的相同位置上。
就在科學(xué)家百思不得其解的時(shí)候，還是化石魚類提供了關(guān)鍵線索。
法國古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在地中海西西里島、克里特島等地，曾經(jīng)廣泛生活著一種小魚——厚尾秘鳉（鳉形目），它是科學(xué)家現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的除伍氏獻(xiàn)文魚外僅有的全身骨骼增粗的魚類。
厚尾秘鳉的出現(xiàn)早于伍氏獻(xiàn)文魚，它經(jīng)歷過地質(zhì)史上一個(gè)不得不說的大事件。大約600萬年前，亞歐板塊和非洲板塊不斷擠壓著古特提斯洋最后的余脈——地中海。地中海曾是連接大西洋和印度洋的寬廣海道，直到直布羅陀海峽第一次發(fā)生關(guān)閉。沒有了與大洋之間的聯(lián)系，再加上受副熱帶高壓帶控制，地中海因大量海水蒸發(fā)，迅速變成了一片鹽地。這就是著名的墨西拿鹽度危機(jī)，而秘鳉正是生活在墨西拿干旱期。
厚尾秘鳉的身世提醒了科學(xué)家，促使這兩種魚變得非同尋常的秘密也許就藏在地質(zhì)背景中。
鈣補(bǔ)多了而已
“柴達(dá)木”為蒙古語，意為“鹽澤”。盆地地勢(shì)低洼處廣泛分布著鹽湖沼澤。地質(zhì)環(huán)境與當(dāng)時(shí)變?yōu)辂}地的地中海地區(qū)比較相似。那么，自然讓人聯(lián)想到，高鹽可能就是導(dǎo)致魚類全身骨骼增粗的重要原因。
的確，水中特定化學(xué)元素的高含量似乎是最有可能的解釋，科學(xué)家起初也是這樣想的，但鹽卻是最先被排除的。
裂腹魚類和秘鳉的許多現(xiàn)生種類，目前仍生活在鹽度較高的水域中，比如青海湖中僅有的一種裂腹魚——青海湖裸鯉?？伤鼈兊墓趋劳耆＃z毫沒有變粗的跡象。
于是，科學(xué)家為自己想要尋找的化學(xué)元素定下了兩個(gè)硬指標(biāo)。首先，它們必須是對(duì)魚類無害的；其次，它們可以成為骨骼的組成部分。
中外科學(xué)家在含有這兩種化石魚類的地層中，都發(fā)現(xiàn)了豐富的碳酸鈣和硫酸鈣沉積。這說明，當(dāng)時(shí)的水體中，鈣的含量非常高，魚類簡(jiǎn)直就是在喝石灰水，而現(xiàn)在的鹽湖并不具有這個(gè)特點(diǎn)。
魚骨的重要組成部分是鈣，人類只知道吃魚補(bǔ)鈣，但沒人知道，魚補(bǔ)鈣補(bǔ)多了會(huì)是什么結(jié)果。也許，伍氏獻(xiàn)文魚就是最好的答案。
這兩種魚全身粗壯的骨骼并非與生俱來。事實(shí)上，它們的未成年個(gè)體并沒有表現(xiàn)出這種特質(zhì)，隨著年齡增長，個(gè)體變大，骨骼才增粗。這可能是因?yàn)殁}的積累需要過程，也可能骨骼的畸變需要魚類在生理上有充分的準(zhǔn)備。
不過，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓派飳W(xué)家并不滿足于自己的這個(gè)推論，他們必須找到別的證據(jù)來佐證這一說法。幸運(yùn)的是，還真有科學(xué)家曾產(chǎn)生過跟他們一樣的猜想，并且得到了實(shí)驗(yàn)證明。
一位英國魚類學(xué)家曾在非洲納米比亞的一個(gè)喀斯特地形地區(qū)的落水洞中，發(fā)現(xiàn)過一種土著羅非魚，它的顱骨頂部有部分骨片很厚。而它所生活的落水洞中，水體鈣含量很高，濃度高達(dá)185 毫克/升。為了闡明骨片增厚和高鈣水之間的關(guān)系，魚類學(xué)家把從野生羅非魚繁殖出來的幼魚，放在普通自來水中養(yǎng)殖，結(jié)果，魚的顱骨并未增厚。這也意味著，魚類的骨骼增厚并非出于遺傳，而是水體環(huán)境尤其是鈣元素引發(fā)的。
但目前為止，科學(xué)家仍然沒搞明白，伍氏獻(xiàn)文魚對(duì)鈣的吸收和全身骨骼增粗之間的內(nèi)在機(jī)制到底是什么。
不管解釋如何，伍氏獻(xiàn)文魚應(yīng)該慶幸，對(duì)它來說補(bǔ)鈣過度不是什么致命的事。也正因如此，它才能在如此極端的環(huán)境下存活下來。同時(shí)期同一地點(diǎn)的化石魚類種類非常有限，它幾乎無需和什么對(duì)手展開生存競(jìng)爭(zhēng)。并且，由于生長緩慢，使得它們的生命周期變長。在伍氏獻(xiàn)文魚化石中，最大的足有半米長，據(jù)推測(cè)，它們的年齡在10至15歲之間。
目睹柴達(dá)木盆地干旱化
然而，即便是這種近乎“變態(tài)”的適應(yīng)環(huán)境的方式，仍無法幫助這一物種擺脫自然的旨意。
2000多萬年前，裂腹魚類早在青藏高原快速隆升之前就已經(jīng)存在了。隨著青藏高原持續(xù)的階段性隆升，它們也不斷搬升至更高的海拔生存。環(huán)境越極端，它們的形態(tài)特征、生存方式也越特化，這是一種協(xié)同進(jìn)化，卻也徹底把自己逼到了一座“孤島”。
這就可以解釋，為什么現(xiàn)生裂腹魚亞科魚類的分布僅局限于青藏高原及其周邊地區(qū)，世界上任何其他地方都沒有這種魚類存在了。
進(jìn)入晚新生代以后，青藏高原經(jīng)歷了比任何時(shí)候都激烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，海拔迅速上升到了4000多米。科學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，這一過程阻擋了印度季風(fēng)深入亞洲內(nèi)陸，改變了大氣的環(huán)流形式，引起動(dòng)力和熱力效應(yīng)，加速地表巖石風(fēng)化的進(jìn)程，甚至加劇了全球變冷，這是導(dǎo)致亞洲內(nèi)陸干旱化的主要驅(qū)動(dòng)力。伍氏獻(xiàn)文魚就出現(xiàn)在這一特殊時(shí)期。
古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有意思的現(xiàn)象，在比存有伍氏獻(xiàn)文魚的化石層更古老的地層里，鯉科魚類的骨骼都是正常的，并沒有變粗，而在相對(duì)更年輕的到處可見純石膏層的地層里，魚類化石又都全部消失了。
從地質(zhì)學(xué)上，也許可以找到相對(duì)應(yīng)的環(huán)境信息。在湖泊沉積演化過程中，隨著高原的抬升，干旱化不斷加劇，湖水化學(xué)條件會(huì)發(fā)生規(guī)律性的變化。當(dāng)氣候相對(duì)濕潤時(shí)，湖水中鈣和鹽類濃度較低；當(dāng)氣候逐漸干旱時(shí)，蒸發(fā)作用加強(qiáng)和降水減少使湖盆不斷萎縮，這些物質(zhì)的濃度逐漸增大；干旱持續(xù)，水體鹽分濃度升高最終超出了魚類的生理極限。
因此，我們可以這樣認(rèn)為，與水體高鈣含量緊密相關(guān)的伍氏獻(xiàn)文魚正是柴達(dá)木盆地從相對(duì)濕潤逐漸演變?yōu)楦珊淡h(huán)境這一過程的親歷者、目擊者。直至柴達(dá)木盆地成為一片荒漠，伍氏獻(xiàn)文魚也一并消失殆盡。
如果把伍氏獻(xiàn)文魚的演化看成是一條魚對(duì)自身極限的探索，那么它絕對(duì)值得你感嘆生命的韌性。不僅如此，還因?yàn)樗陋?dú)地活過了長達(dá)20萬年。
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