古生物学与生物之连续

第七章　古生物学与生物之连续

古生物学者，研究化石植动物之学也。费雪（G. Fischer，1771—1853）始用此名，著有《古生物学书目提要》（Bibliographia Palæontologica）一书，一八三四年在莫斯科出版。惟白栾维尔（Blainville）之用此名，亦约与费氏同时。

十九世纪中叶之古生物学家，在法国以陶别泥为最著名，陶氏于一八四○年起，有《法国古生物学》（Paléontologic Française）一书刊行，首六卷，记述白垩纪之软体动物，腕足类，藓苔虫类，棘皮类之化石，后三卷述侏罗纪之头足类及腹足类化石。一八五三年巴黎自然历史博物院为陶氏设古生物学教席，而以教授之职相属。陶氏生前虽未能将白垩、侏罗两纪之化石研究完竣，但其工作业已建树甚多。法人达贾克（Vicomte D’archiac）初充骑兵者六年，后研究化石及其在地层中之分布；于一八六四年至一八六五年间，有《古生物之地质层序》（Paleontologic Stratigraphique）刊行。瑞士人璧克德（F. J. Pictet）于一八四四年至一八四六年间，有《古生物学论》（Traite de Paleontologie）刊行。德人白隆（H. G. Bronn）于一八三四年至一八三七年有《地层学》（Lethæa Geognostica）刊行，实为德国地层学之基础，白氏乃古生物学家之最有地位者。

奥温（Owen，1804—1872）以研究爬虫、类鸟类及哺乳类之化石著名，乃英国刊行最早之《古生物学》（Palæontology）之著者。

最近古生物学之伟著，而戚忒尔（K. A. von Zittel，1839—1904）之《古生物学》（Handbuch der Palaeontologie）。戚氏为门兴（Munich）大学之地质学与古生物学教授。此书着手于一八七六年，完成于一八九三年，共四卷，计费时十七年之久，实为古生物学中之最称完备、最有价值者。

霍尔于一八三六年加入纽约地质调查所，七年后任纽约自然历史博物院院长，及州委地质技师。霍氏尽力于地质学者，几六十二年，以研究纽纳州古生代化石著名。有著作十三巨帙，记述笔石，腕足类，软体动物，棘皮类，海百合类等化石。

不列颠古生物学会（Palæontological Society）创立于一八四七年，以按照地质系统，编辑英国化石为宗旨；第一卷于一八四八年出版。

学者在世界各处探求之结果，乃使地层之大部分地方，可以相比较、相关连。学者以为各处地层仅为其海底时期之状态之代表。据塞治尉克谓，岩石之矿物性质改变，则水中某深度特有之生物亦因之不同。惟有几种生物则栖息区域广袤，又与水成环境无甚关系耳。

因此古生物学遂成以地质年代为对象之科学，而某某几种有机体之化石，遂确为时代之代表。然而此种证据，非视有机体之性质，有机体迁徙之能力，与夫有机体分布所需之时期为如何而以整理不可。故表明多少有地方性质之特殊环境，及其物理的变迁之地层系统，以及又可明示地层中所含之有机体之变迁之生物时代之双分类法或只命名法，乃为必要矣。

陶别泥以为所用之命名，须表示地质史中以次相继之时期。此种名称须以最通用者为根据，且尤宜划一，如牛津黏土层（Oxford Clay），即为牛津纪（Oxfordian），倍尧（Bayeux）之下等岩层，即为倍尧纪（Bayocian）等是也。凡各地早经成立之岩层，及其所含之化石，应用之为分期之基础，如克姆理旗土（Kimeridge Clay）中之动物化石，即为克姆理旗纪（Kimeridgian）是。

自斯密史以来，有许多地层表之刊行，就中尤以洛桑（Laussanne）大学地质学及古生物学教授勒乃维尔（Eugene Renevier，1831—1906）所作者为重要。惟我人欲将全球之地层系统及其所代表之时代排列成表，殊远不若作有史期中君主统治国家世代相承次序之单简，此则为我人所不可不知者耳。故我人欲求地层系统之精确不易，非唯不可能，且又为不可希望之事也。

我人已在许多地方将地层作有详细之研究，则其所含有机体遗蜕之顺序遂可确知，因某某有机体遗蜕只为一定时代所有故也。于是各种地层遂可分为各种古生物带，每带含有多种之化石，即以其中最繁殖之一种为该带之名称。而为分带之标准之化石，多为笔石、三叶虫、及菊石、余若箭石、腕足类、海胆类、珊瑚类、植物及椎脊动物，则只能应用于一小区域。我人有化石及地层之根据，遂可在各处寻求古生物带。至于欲知相距甚远地方之联谊（如西欧与印度，美洲与澳洲是），则我人只有以分布较广之海洋生物，或类似的及代表的物种为根据，以求其大致的同年性。惟威廉（H. S. William）教授谓动物乃可他适，复现，及变改者，故我人在分带时，常不能将此种人为的界限，作严格之规定。

成立于广大面积内之大地层系统之岩石，有其特殊之矿物性质。格立高里（G. W. Gregory）教授以为此种现象，乃示我人以地球之主要变迁，乃由普遍全世界的原因所致。因之世界许多地方在同一时期内，均以同样之特殊的水成层占优势，故地文学所定地质同期性之界标，大概乃较古生物学所定者为精确。

张伯伦（T. C. Chamberlain）教授于一九○九年时，谓地壳分裂，实为各处地质有关连之最后根据。地壳分裂一名，乃指地壳之各种变动而言，而地层学与古生物学之发展，则多以不整合层，侵蚀作用，陆地与淡水沉淀物，海洋沉淀物之叠掩，及其他各种现象所示之伟大地动为推论者也。

至于生物生存于大地之记载，在太古界岩石中，尚未有正式证据。道森（T. W. Dawson）于一八六四年在坎拿大劳伦兴岩层（the Laurentian rocks）中，发见一种类似有孔虫之构造之化石，名Eozoön canadense，惟学者间争论颇多，今则否认其为有机体之构造矣。但最古岩石中既含有石墨、墨矽石、石灰石等，似是时已有生物存在之可能矣。

我人在前寒武纪之岩石中，确发见有含化石之证据；瓦尔可脱于一八九九年在孟他那（Montana）及大谷（Grand Canyon）之岩石内，发见阔肢鲎（Eurypterits）腕足类、翼足类、环节动物等之遗蜕。英国之滔立同砂岩（Torridon Sandstone）中，有蠕虫经过之穴痕，故生物发现，必在寒武纪之前，至于能否觅得确无疑义之化石，当然是一问题。下等动物之发现较高等动物为先，拉马克即持此说，而在理论上，亦颇可通。我人知有许多下等生物之形态，乃历久而变化极微者，故现代植动物之繁歧，实较前为更甚也。

达尔文、赫胥黎、脑马尔（Neumayr）等，均谓地质纪录之未臻全备。但生于水中之化石有机体之种类，则较近代已知之种类为多，惟如昆虫类能保存为化石者甚鲜。最古昆虫似为木虱（Protocimex），见于瑞典之奥陶纪岩层中，负盘（Cockroaches）则在志留纪时已有之，石炭纪层中亦有之。蜻蛉在石炭纪时已有之。

肺鱼（Ceratodus）之化石，见于牛津邑三叠纪之最上部。此鱼今昆士兰河中有之。吴特瓦特（Woodward）云此鱼之化石，不存于在北美欧洲以及澳洲之侏罗纪以上之地层中，但在巴达哥尼亚（Patagonia）及北非之白垩纪之地层中，则尚有之。

关于腔肠动物之化石，一八九八年瓦尔可脱在阿拉巴麻（Alabama）中寒武纪页岩中发见水母之印痕。一八二六年勃克兰在英国侏罗纪层中，获有箭石化石之标本，其墨囊保存甚佳；尚可用于绘画。有许多物种在水中或陆上因腐烂作用，或地层中之溶解，或岩石中之变质，而遭摧毁，故其遗迹之获保存者，不过仅为一小部分而已。

据地质上之记载所示，无椎脊动物乃先椎脊动物产生，而椎脊动物则按照等级之高下以发现，大致下等者先发见，而高等者乃继之，故其最先发见者，为类似鱼类之无颚类（Agnatha）。但据吴特瓦特云在鱼类与无椎脊动物物间，尚未发见有何种联络。无颚类遗蜕乃发现于美国之奥陶纪层中，而真正鱼化石，则发现于志留纪层中。继无颚类及鱼类而发见者，有两栖类、爬虫类、鸟类、哺乳类以至人类。关于两栖类之化石，道森（J. W. Dawson）于一八五二年在奴瓦斯高西亚（Nova Scotia）之含煤层内之鳞木（Sigillaia）枝干空隙中得Dendrerpeten。

泥盆纪为鱼类之时代，新红砂岩系为两栖类之时代，第二纪（即中生代）为爬虫类之时代，第三纪为哺乳类与鸟类之时代，第四纪为人类之时代。

研究植物化石者，初有法人白隆尼阿德，德人斯叨坡（Count Sternberg），英人林特来（John Lindley），郝登（W. Hutton）等。时代最早之植物化石，似为藻类（Algæ）。爱伦坡（Ehrenberg）为最先研究各种地层中之显微生物之人，一八五四年，著有《微生物地质学》（Mikrogeologie） 一书，其主要研究之结果，悉见此书。一八三八年，爱氏谓各种滴虫土（Infusorial Eerth）内包括多孔虫及矽藻，后者即造成近世之矽藻土者是也。奥陶纪与志留纪层有石松类化石之遗迹，名顶生植物（Acrogens），但据西华特教授（Prof. A. C. Seward）云，藻类中之Nematophycus，实为志留纪植物中之最可信者。

泥盆纪与下石炭纪层含有水生陆生植物，如石松与马尾草之类，大概即为最古之羊齿类；尚有兼具羊齿与苏铁之特征之植物。又有高特木石（Cordaites），属裸子植物，则似与苏铁及松柏二者有关。石岩经之全纪，实为顶生植物最盛之时代，最普通者如鳞木、封印木、芦木等，尤为含煤层中所最常见。石炭二叠纪以石芝朵（Glossoptetis）为特著，而与Gangamopteris与Voltzia及他种松柏科植物同发见。

中生代为裸子植物最盛之时代，有时亦称苏铁之时代。据西华特云，此际植物之性质，下自三叠纪，以上至白垩纪之始，均无变化。第三纪为被子植物之时代，惟其中有数种已见于上白垩纪层。但施都柏斯（M. C. Stopes）曾在北欧之下白垩纪层发见之。

惟我人对于化石发见之历史，仅可就以前未述及而又颇重要之椎脊动物遗蜕，略举如后。在阿根廷（Argentina）新第三纪与第四纪层中，发见哺乳类化石颇多，其中有大懒兽（Megatherium）与犰狳类之彫齿兽（Glyptodon），后者躯体伟大，全长被有长五呎之甲板，印度西华利克山（Siwalik Hills）有下部新统地层，一八三一年法尔可纳（H. Falconer）与考德楼（P. J. Coutley）二氏发见与长颈鹿相近之四角鹿（Sivatherium），长约八呎之巨鼇（Colossochelys Atlas），及他种脊椎动物。高屈雷（Albert Gaudry，1827—1908）任巴黎自然历史博物馆之古生物学教授者有年，以研究椎脊动物著名，一八五五年至一八六○年间，在雅典（Athens）东北部采得大群下部上新统之哺乳化石中，有柱牙象（Mastodon）、凶猛兽（Dinotherinm）、剑齿虎（Machærodus）等。

海军提督施柏拉脱（T. A. B. Spratt）于一八六○年在马尔太（Malta）之洞穴中，发见冰河时代之矮象、矮海马等之化石。倍特耐尔（H. J. L. Beadnell）与安特鲁（C. W. Andrews）在埃及之法幼姆（Fayum）采得上部始新统与下部渐新统之原始等之化石。美国所发现椎脊动物化石之多，亦不下于他处。赉豆（J. Leidy）、马许（Marsh）、柯泼（E. D. Cope）、 奥斯朋（H. F. Osborn）等均有采获。美国康沙斯（Kansas）、可罗拉多（Colorado）、华乌明（Wyoming）、犹他（Utah）等州之第三纪、白垩纪、侏罗纪等地层中，历年有无数之爬虫类、鸟类，及哺乳类化石之发现，其中颇有骨骼伟大、状态特殊之动物。有一种食草之恐龙类，名梁龙（Diplodocus），产于华乌明（Wyoming）之侏罗纪中，体长约八十呎。有一种能飞无齿之爬虫类，名羽龙（Pteranodon），具双翅，长二十呎。产于康沙斯之白垩纪中，该处及某某其他产生椎脊动物化石之区域，均面积广漠，不宜种植，仅沙漠地之石缝，间有野草之生长，且良水之取得，亦至不易，故采集化石，艰苦殊甚。此种工作，大部分乃出于斯叨坡（Sternberg）之手。

一七○○年熊书绍（J. J. Schenchzer）在奥宁根（Oeningen）之中新统上部淡水层中所发见一种化石，以为系人类化石之遗蜕，据屈费儿之研究，谓为一种爬虫类，或为较现在日本生存者犹为伟大之蝾螈。此标本现存哈来姆（Hoarlem）地方泰来博物馆（Teyler Museum），更名为熊氏鲵（Cryplobranchus Schenchzeri）。许茂林（Schmerling）于一八三三年至一八三四年间，在里爱巨（Liége）附近之茂斯河（Meuse）谷沿岸之石洞内，采得与穴熊、土狼、象、犀牛等兽骨相混处之人骨。许氏以为人类与此等兽类，同属一时代，但此等生于暖气候中之兽类，在是时可否生存，则许氏颇以为疑。

关于岩穴中有机体化石之研究，勃克兰在十九世纪之初即已进行。后又有潘格楼（W. Pengelly）等接踵继起。一九○三年道金斯教授（W. B. Dawkins）在拔格斯登（Buxton）附近，采得柱牙象及他种脊椎动物化石，但在不列颠岩穴中，则无上新统之化石发见。

先史期人类所制之石器，发现颇早，但尚未有知其重要者。一七九七年佛来尔（John Frere）曾将霍克斯泥（Hoxne）地方所发现之旧石器绘图，并著文在古物学会（Society of Antiquaries）中宣读，但后来因伊文思爵士（Sir John Evans）述及此事，始有加以注意者，然而英人置之若忘，业已历六十年之久矣。

一八四九年法人拍忒斯（Boucher de Perthes，1788—1868）有粗工石器之记述，此种石器，系在阿米安（Amiens）与爱排维尔（Abbeville）之宋姆河（Somme）谷间所采得者。石器所在地，为未经翻乱之石砾层。拍氏此文只有赫胥黎注意之。后法尔可纳（Falconer）往晤拍忒斯。并参观其收藏而乐之；乃劝普勒斯特尉赤（Sir John Prestwich）往该处作实地之考察。翌年四月普氏赴爱排维尔，知此等石器，果为先史期人类之遗物，且与已经绝灭之椎脊动物一同发现。

以后学者在各地河谷地方之砾石层内搜集动物化石及人类之石器，颇为努力，并知人类在地球上之发生，已较《圣经》中所称者久远多矣。惟以言时代，则不能以年数计算，只可视为有一种相对的时期，而以山谷之侵蚀、石层之堆积、地文之变迁、动植物之殊异，以推定之，按已有之证据而论，在冰河初期，已确有人类，在上新统时或亦有之。