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金字塔里的“货币”—来自海洋的神秘有孔虫(Foraminifera)

古希腊历史学家希罗多德在金字塔的石灰岩砖块里,发现了一个个像硬币的有孔虫化石。希罗多德给这些圆形片形状的家伙起名[Nummulites],在拉丁文里是“货币”的意思。不过,希罗多德没有意识到这些“货币”是来自海洋的神秘生物,而是认为这是建造金字塔的工人们丢掉的扁豆(来自吃货的自我修养)。当然啦,现在我们知道这些有孔虫化石叫做“货币虫”,生活在距今56-37.8百万年前的特提斯海洋中。 

有孔虫家族“虫丁兴旺”,是海洋里最常见的原生生物生物之一。有孔虫小小的身影几乎遍布世界海洋的各个角落,甚至在湖水里也有它们的身影。这些小家伙们可是地球上的老人了,从寒武纪开始就畅游在大洋中,见证了地球沧海桑田的变化。

有孔虫作为原生生物界的翘楚,靠着一个细胞在海洋中独自闯荡。机智的有孔虫虽然没有大脑和四肢,为了更好的保护自己,它们从海水中获取材料来建造自己的“家”。一部分分泌钙质形成壳体,一部分分泌胶黏物质粘结周围环境中的碎屑,形成外壳。据统计,现存的有孔虫有一万多种,已经灭绝的有孔虫有数万种。可以想象数万种形态各异的有孔虫组成了多么奇妙的世界。


图1 显微镜下浮游有孔虫(Kennett, 1983)

图2 钙质壳体有孔虫 (Lei and Li, 2016)

图3 胶结质壳体有孔虫 (Lei and Li, 2016)

有孔虫与其他单细胞生物与众不同的地方在于它们有着粒网状伪足,自然不是真正的“足”,而是细胞伸出的类似足状的部分,别看这些伪足看起来纤纤细细的,作用可是不小。有孔虫捕捉食物,例如细菌、硅藻、单细胞浮游植物等都要靠伪足来完成。甚至有些有孔虫还能吃掉比自己还大的节肢动物,将节肢动物的软组织剥离消化,剩下外壳。


生活在海洋中的有孔虫分为浮游和底栖两类,浮游有孔虫约有40种,大部分以底栖为主。

有孔虫分泌碳酸钙形成壳体的过程中,壳体含有的氧同位素18O和16O的比值与海水保持一致,有孔虫死亡后,壳体沉降到海底保存下来。通过钻入古沉积物取出岩芯,并在实验室冲洗提取出来之后,它们能够告诉我们很多秘密。

海水中的16O“活性”更高,更容易从海面蒸发进入云层。而冰盖中的冰直接来自云层,冰盖就可以被看做16O仓库,全球气温越低,储存在冰盖中的16O越多,留在海洋中的越少。我们可以通过有孔虫壳体记录的氧同位素比值,推测两级冰盖的多少,进一步推断出全球气温连续变化。我们大部分对于过往地球气候的知识,都来自于这些可爱的小家伙和它们漂亮的家。

图4 14.5万年以来的,南海北部温度测量(Li et al., 2004)

参考文献

Kennett J P, Srinivasan M S. 1983. Neogene planktonic foraminifera. Hutchinson Ross Public Company.

Lei Y , Li T . 2016. Atlas of Benthic Foraminifera from China Seas. Springer Berlin Heidelberg.

Li B, Wang J, Huang B, et al. 2004. South China Sea surface water evolution over the last 12 Myr: A south-north comparison from Ocean Drilling Program Sites 1143 and 1146. Paleoceanography, 19(1).