傅強(qiáng)

漫步在四億年前的海濱（一）

傅強(qiáng)

11月下旬的寥廓山上依然郁郁蔥蔥

曲靖市西南1公里處有一座并不高大的山，名寥廓山。登山遠(yuǎn)眺，向東北方可將市內(nèi)鱗次櫛比的樓房盡收眼底，而西南方則是風(fēng)光無(wú)限的瀟湘水庫(kù)。構(gòu)成寥廓山的巖石主要為灰黃色的細(xì)砂巖，地質(zhì)學(xué)上稱(chēng)為西山村組，大約形成于4.1億年前。這些表面上看似普普通通的石頭，里面卻含有豐富的故事。經(jīng)過(guò)多年研究，古生物學(xué)家在曲靖周邊與之同樣的巖層中，找到了大量遠(yuǎn)古動(dòng)植物化石。

寥廓山原名妙高山。1381年，明朝軍隊(duì)為紀(jì)念擊敗元軍的白石江戰(zhàn)役的勝利，將此山改名為勝峰山。因此，后人依據(jù)原山名的諧音并取高遠(yuǎn)空曠之意，將山名改為“寥廓”。山上有著名的勝峰石刻古跡，記載著明洪武十四年（1381年）明軍將領(lǐng)傅友德在寥廓山大敗元軍并活捉元云南司徒平章達(dá)里麻的戰(zhàn)績(jī)。該山在1973年被辟建為公園。1986年，為紀(jì)念徐霞客誕辰400周年及其在曲靖石堡溫泉和翠峰山佛教圣地等處的考察活動(dòng)，公園內(nèi)開(kāi)始動(dòng)工修建徐霞客雕塑，1987年1月竣工。

下西山村水庫(kù)，對(duì)面水庫(kù)邊上的巖石大約形成于4.1億年前

寥廓山下的瀟湘水庫(kù)修建于1958年，修水庫(kù)開(kāi)挖公路時(shí)發(fā)現(xiàn)了大量古魚(yú)類(lèi)化石。瀟湘水庫(kù)西側(cè)的巖石比構(gòu)成寥廓山的巖石形成時(shí)代稍早，大約形成于4.2億年前，屬于地質(zhì)歷史的志留紀(jì)后期。近二十年來(lái)，古生物學(xué)家在名為關(guān)底組的巖石中發(fā)現(xiàn)了大量盾皮魚(yú)類(lèi)、硬骨魚(yú)類(lèi)、棘魚(yú)類(lèi)、早期肉鰭魚(yú)類(lèi)化石，在早期脊椎動(dòng)物的研究中具有舉足輕重的地位。

在曲靖市西偏北大約十二三公里處有一座山，名翠峰山。山東側(cè)，從南向北，散落著一些村子，西山村、桂家屯、徐家沖、西沖。表面山看，這些村子與滇東地區(qū)，乃至整個(gè)中國(guó)的村子沒(méi)有什么區(qū)別，村民們生于斯、長(zhǎng)于斯，靠著勤勞的雙手度春秋。但在地質(zhì)古生物學(xué)界，以這些村子命名的巖石地層和生物群，卻享譽(yù)海內(nèi)外。

曲靖地區(qū)的志留紀(jì)晚期到中泥盆世的地層所形成的時(shí)代，正值維管植物登上陸地開(kāi)始最初的征程，魚(yú)類(lèi)則正處于鼎盛時(shí)期，無(wú)頜魚(yú)類(lèi)空前發(fā)展，有頜魚(yú)類(lèi)則處于發(fā)展的初期。曲靖地區(qū)是我國(guó)志留紀(jì)至早泥盆世地層連續(xù)沉積的少數(shù)地區(qū)之一，也是我國(guó)非海相早泥盆世的典型剖面所在地，各門(mén)類(lèi)化石豐富，吸引著全世界古生物學(xué)家的目光。

曲靖位于云貴高原中部、云南省東部，地處昆明、貴陽(yáng)兩大省會(huì)城市之間，區(qū)位條件極其優(yōu)越，有“入滇鎖鑰”、“云南咽喉”之稱(chēng)，是出滇入省的要津，省會(huì)的屏藩，兵家必爭(zhēng)之地。曲靖山水縱橫，具有多姿多彩的高原地貌。其骨架由“一山兩江”構(gòu)成，“一山”指氣勢(shì)磅礴的烏蒙山，“兩江”指奔流不息的南盤(pán)江和牛欄江。

博物學(xué)家的曲靖

在現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)家踏足曲靖之前，明代地理學(xué)家徐霞客在1638年（明崇禎十一年）的農(nóng)歷五月初九從貴州西部邊界進(jìn)入云南曲靖的富源縣，開(kāi)始了對(duì)曲靖及云南的踏訪。從《徐霞客游記》《滇游日記》我們可以了解到，徐霞客先后于農(nóng)歷五月和九月兩次進(jìn)入曲靖，到過(guò)今天曲靖市的富源縣、沾益縣、麒麟?yún)^(qū)、羅平縣、師宗縣、陸良縣、馬龍縣等地，所到之地在《滇游日記》中均有記述。徐霞客到曲靖的重要目的是為了探索珠江源，在徐霞客到來(lái)之前，珠江的源頭一直是個(gè)謎。在《滇游日記》《盤(pán)江考》中，徐霞客明確記述了珠江的發(fā)源地：“南盤(pán)自沾益州炎方驛南下，經(jīng)交水、曲靖，南過(guò)橋頭，由越州、陸良、路南，南抵阿彌州境北，合曲江、瀘江，始東轉(zhuǎn)，漸北合彌勒巴甸江，是為額羅江。”

著名地質(zhì)學(xué)家黃汲清說(shuō)：“他（丁文江）平生最佩服徐霞客，而他自己就是20世紀(jì)的徐霞客，……他的成就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)徐霞客?！?/p>

徐霞客在即將走到人生終點(diǎn)的53歲，從江蘇江陰不遠(yuǎn)千里來(lái)到曲靖飽覽了曲靖美景、確定了珠江源頭，其經(jīng)歷和記述還無(wú)意間見(jiàn)證、記載了現(xiàn)代氣象記錄從未有過(guò)的滇東連續(xù)40多天的超常雨期。然而不幸的是，記述曲靖的《滇游日記》第一冊(cè)不幸散佚，使人們至今無(wú)法了解徐霞客關(guān)于麒麟、沾益、陸良城的記述等重要史料。徐霞客對(duì)曲靖城的記述僅有從曲靖城南門(mén)入曲靖府城，遇軍兵“擁騎如云”，然后折向東門(mén)街，到東邊的東山寺，見(jiàn)到一口“余所未見(jiàn)”的超級(jí)大宏鐘等等一段小景，成為人們對(duì)這座古城較早的文字記述。

對(duì)于曲靖地區(qū)的地質(zhì)學(xué)和古生物學(xué)的研究，最早可以追溯到上個(gè)世紀(jì)的初期。早在1910年，法國(guó)人戴普拉（Depra t）入滇考察，最先在翠峰山發(fā)現(xiàn)早泥盆世地層。1911年4月，中國(guó)現(xiàn)代地質(zhì)事業(yè)和古生物學(xué)最主要的創(chuàng)始人之一丁文江取得了格拉斯哥大學(xué)動(dòng)物學(xué)與地質(zhì)學(xué)雙科畢業(yè)文憑，乘船離開(kāi)英國(guó)，但他沒(méi)有直接回到闊別十年之久的家鄉(xiāng)，而是懷著對(duì)徐霞客的景仰，有意地開(kāi)始了他第一次在中國(guó)云南貴州的地質(zhì)考察旅行。丁文江在為《徐霞客游記》作的序言中說(shuō)：“余十六出國(guó)，二十六始?xì)w，凡十年未曾讀國(guó)書(shū)，初不知有徐霞客其人。辛亥自歐歸，由越南入滇，將由滇入黔。葉浩吾前輩告之曰：‘君習(xí)地學(xué)，且好游，宜讀《徐霞客游記》’……”丁文江在昆明沒(méi)能買(mǎi)到《游記》，1911年在上海方購(gòu)得，偶讀之。

丁文江于5月初從越南海防登陸，經(jīng)老街進(jìn)入云南省。在昆明住了兩個(gè)星期，然后雇馬幫馱著他的科研工具，踢踢踏踏地穿過(guò)東門(mén)街，取滇、黔、湘驛道行進(jìn)，開(kāi)始到曲靖今天的沾益、麒麟、富源等地，了解沿途各地風(fēng)土人情，并采集了大量化石標(biāo)本。在1913年10月5日，丁文江為中國(guó)地學(xué)會(huì)做講演時(shí)，曾用幻燈片對(duì)這些標(biāo)本加以展示，轟動(dòng)一時(shí)。丁文江的曲靖之行，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)人研究中國(guó)現(xiàn)代地質(zhì)事業(yè)的先河，曲靖也因此成為中國(guó)人地質(zhì)研究開(kāi)始的大門(mén)，這扇大門(mén)是由丁文江親自叩開(kāi)的。

1914年初，丁文江的父親去世，在處理完喪事以后，丁文江又單獨(dú)前往云南、四川、貴州調(diào)查地質(zhì)，再次來(lái)到曲靖。其行程路線(xiàn)是：從安南（今越南）入云南境，先赴個(gè)舊。后至昆明，又經(jīng)富民、祿勸、元謀，過(guò)金沙江至四川會(huì)理。由會(huì)理向東南行，到東川府。復(fù)又東行入貴州威寧，又折而南，經(jīng)宣威、曲靖、陸良而返昆明。調(diào)查的重點(diǎn)是云南個(gè)舊的錫礦、東川的銅礦、宣威的煤礦，對(duì)滇東地層、古生物、構(gòu)造、礦床也作了詳細(xì)研究。這年四月中旬，丁文江回到昆明，購(gòu)買(mǎi)牲口，雇用民夫，請(qǐng)?jiān)颇媳S為他制作測(cè)量器具，以便開(kāi)展大規(guī)模的地質(zhì)調(diào)查。這次除找礦外，他還調(diào)查了金沙江的水道，實(shí)地測(cè)量了小江峽谷，并一路注意搜集人類(lèi)學(xué)材料。他曾作路線(xiàn)地質(zhì)圖，標(biāo)明地層及地質(zhì)構(gòu)造，采集數(shù)以千計(jì)的化石標(biāo)本。在這次考察中，丁文江隨身攜帶了《徐霞客游記》。在日記中他曾寫(xiě)道，“獨(dú)行滇東滇北二百余日，倦甚則取游記讀之，并證以所見(jiàn)聞。始驚嘆先生經(jīng)歷之富、觀察之精、記載之詳且實(shí)?！?/p>

格拉斯哥大學(xué)期間的丁文江先生

丁文江對(duì)曲靖地質(zhì)古生物的考察，無(wú)疑開(kāi)了國(guó)人古生物研究的先河，奠定了我國(guó)古生物學(xué)的基礎(chǔ)。他最早命名了下寒武統(tǒng)滄浪鋪組、中志留統(tǒng)面店組、上志留統(tǒng)關(guān)底組、妙高組、玉龍寺組等地層單位。1936年他逝世后，王曰倫系統(tǒng)整理了他的研究成果，發(fā)表了《云南東部寒武紀(jì)及志留紀(jì)地層》一文。此后的一百多年間，眾多地質(zhì)古生物學(xué)家前赴后繼、如“朝拜”般的來(lái)到曲靖，分別以曲靖翠峰山、面店村、徐家沖、西屯、下西山村、桂家屯、穿洞、妙高山、寥廓山等地名命名了幾個(gè)有代表性的地層。其中以翠峰山命名的“翠峰山群”源自丁文江1914年命名的“翠峰山系”，在“云南省東部路線(xiàn)地質(zhì)圖”中被首次提及，但該地層單位命名時(shí)未附相應(yīng)地層剖面，且地層單位名稱(chēng)僅記錄于這一手稿之中、未曾公開(kāi)出版發(fā)表。1923-1924年，葛利普（Gra ba u）在《中國(guó)地質(zhì)史》中代為敘述了這一地層單位、正式出版發(fā)表。

較現(xiàn)在而言，在4億年前的志留紀(jì)到泥盆紀(jì)時(shí)，地球表面的陸地面積更小、海洋面積更大，地表的海陸分布格局也大不相同。南半球橫亙著廣袤的岡瓦納古陸。而北半球的洋面上僅漂浮著一系列彼此分離的陸塊。此時(shí)的中華大地不是一個(gè)整體，南部較大的“華南板塊與塔里木板塊”緊鄰岡瓦納古陸北緣，位于赤道附近，而北部的“華北板塊”則位于北半球中低緯度的古大洋洋面之中。云南處于這片大陸的南部。那時(shí)植物尚未侵入內(nèi)陸，僅生活在河流入?？诘娜侵薜貛?。由于缺少植被的涵養(yǎng)，降水通常來(lái)的快去的也快，河水的出現(xiàn)總是急促而短暫。河流從大陸中央裸露的荒蕪山脈間噴涌而出，在相當(dāng)于現(xiàn)代滇東曲靖的地方匯入海洋，帶來(lái)豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，養(yǎng)育了河口海灣中欣欣向榮的生態(tài)系統(tǒng)。這里是早期陸生植物的天堂，是魚(yú)類(lèi)的“王國(guó)”：簡(jiǎn)單的工蕨類(lèi)等早期維管植物為濱岸的大地涂上了第一抹綠色；海百合和腕足動(dòng)物在礁巖附近繁衍生息，為魚(yú)類(lèi)提供了藏身之處；成群的小魚(yú)辛勤地在水底濾食泥沙，或?qū)ふ胰湎x(chóng)等柔軟食物；兇猛的大型掠食魚(yú)類(lèi)在它們頭頂巡游……。數(shù)千萬(wàn)年的時(shí)間內(nèi)，無(wú)數(shù)今天看來(lái)有些奇形怪狀的生物，植物、珊瑚、腕足、海百合，以及魚(yú)類(lèi)曾在這里生存和繁衍，死去生物的遺體沉入水底，或者被突如其來(lái)的洪水卷入水底，為泥沙所掩蓋，億萬(wàn)年后少數(shù)幸運(yùn)地形成了化石，保留至今。

四億多年時(shí)光轉(zhuǎn)瞬而逝，滄海桑田、海陸更迭，古老的海灣早已變成今日滇東的起伏山巒和其間的片片田地。遠(yuǎn)古海底的泥沙經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)復(fù)雜的地質(zhì)作用，形成層層疊疊的地層，橫跨志留紀(jì)、泥盆紀(jì)的連續(xù)沉積就出露在這里。在這地質(zhì)的萬(wàn)卷書(shū)中，保存了生命演化的珍貴信息，等待古生物學(xué)家去一一揭開(kāi)。

曲靖地區(qū)在志留紀(jì)中晚期位于赤道低緯度帶附近，以熱帶-亞熱帶氣候?yàn)橹?；泥盆系則出露較全、分布廣泛，在整個(gè)泥盆紀(jì)期間仍位于赤道低緯度帶附近，主要以熱帶-亞熱帶溫暖而略干燥的氣候?yàn)橹鳌?/p>

綠滿(mǎn)大地

丁文江不僅是著名的地質(zhì)學(xué)家，地質(zhì)教育家，還是社會(huì)活動(dòng)家，他是中國(guó)早期地質(zhì)調(diào)查與科學(xué)研究工作（包括學(xué)會(huì)建設(shè)、期刊出版、國(guó)際合作和人才培養(yǎng)）的卓越組織者與領(lǐng)導(dǎo)者之一。丁文江是中國(guó)古植物學(xué)的探路者，他是云南曲靖泥盆紀(jì)陸相地層及其植物化石的最早發(fā)現(xiàn)者，也是該地層植物化石的最早采集者。

1914年，丁文江在云南、貴州和四川為期1年的野外地質(zhì)考察中取得了豐富的第一手資料。在古植物學(xué)研究方面，他進(jìn)行了一些先驅(qū)性的工作，在云南曲靖、霑益和宣威，貴州威寧和四川會(huì)理等采集了植物化石。其中，他對(duì)曲靖地區(qū)陸相泥盆紀(jì)地層及其植物化石的首次發(fā)現(xiàn)具有重大科學(xué)意義，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)地區(qū)早期陸地植物研究的先河。

丁文江將自己和后來(lái)王曰倫等采自中國(guó)西南地區(qū)的植物化石交給瑞典自然歷史博物館古植物學(xué)家赫勒（T.G.Ha lle）進(jìn)行鑒定和研究。赫勒用英文在《中國(guó)古生物志》相繼發(fā)表了《中國(guó)西南古植物化石》（1927年）和《云南古生代植物化石》（1936年），其中就有最著名的刺鐮蕨(Drepa nophycus spina eformis)。這些論文不僅反映了丁文江對(duì)中國(guó)古植物學(xué)早期發(fā)展的貢獻(xiàn)，也見(jiàn)證了中國(guó)與瑞典兩國(guó)科學(xué)家在古植物學(xué)領(lǐng)域的成功合作。此后，著名古植物學(xué)家斯行健、徐仁、李星學(xué)等都在此開(kāi)展過(guò)研究工作。

植物由海洋向陸地發(fā)展是生物進(jìn)化過(guò)程中的重大事件。陸生植物的誕生不僅使得荒蕪的陸地披上綠裝，而且為動(dòng)物由水登陸創(chuàng)造了條件，提供了食物和棲息場(chǎng)所。志留后期到泥盆紀(jì)早中期是維管植物登陸之后，快速分化和高度輻射的時(shí)期。當(dāng)今世界上一些重要的維管植物類(lèi)群，如石松類(lèi)、有節(jié)類(lèi)、真蕨類(lèi)及種子植物的祖先類(lèi)型相繼出現(xiàn)。它們是如何演化的？它們的營(yíng)養(yǎng)器官和生殖器官是如何形成和分異的？這種演化分異與它們生長(zhǎng)的古地理及古環(huán)境又有著什么樣的關(guān)系？均是科學(xué)界，特別是古植物學(xué)界高度重視的課題。

長(zhǎng)期以來(lái)，由于早期陸生維管植物研究的發(fā)軔于歐美國(guó)家，因此有關(guān)早期陸生維管植物演化和分類(lèi)系統(tǒng)的研究主要來(lái)自歐美古植物學(xué)家，化石材料主要來(lái)自勞亞古陸(也就是今天的北歐、格陵蘭和北美)。自從加拿大博物學(xué)家和教育家道森 （J.W.Da wson） 爵士，在1850-1890年期間采集了大量有關(guān)早泥盆世維管植物的化石標(biāo)本，發(fā)表了一系列文章以來(lái)，科學(xué)家對(duì)早期陸生維管植物的認(rèn)識(shí)已經(jīng)過(guò)去160多年。道森在加拿大魁北克加斯佩（Ga spé）半島泥盆紀(jì)地層發(fā)現(xiàn)的化石植物無(wú)葉，莖簡(jiǎn)單二歧式分枝，表面有刺，很像現(xiàn)代的松葉蕨。因此，他將之命名為裸蕨（Psilophyton）。之后，隨著研究的不斷擴(kuò)大和深入，很多國(guó)家和地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了早期維管植物化石，這些植物都被籠統(tǒng)地歸為裸蕨類(lèi)植物(Psilophytes)。

1968年，美國(guó)著名植物學(xué)家班克斯（Ba nks）對(duì)當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的大量早期維管植物進(jìn)行了系統(tǒng)厘定，建立的三個(gè)新綱：瑞尼蕨綱（Rhyniophytina），工蕨綱（Zosterophyllophytina）和三枝蕨綱（Trimerophytina），從而奠定了早期陸生維管植物分類(lèi)研究的基礎(chǔ)。自此之后，涉及到早期陸生維管植物的形態(tài)和分異的研究有了迅速的發(fā)展。在20世紀(jì)后期，澳大利亞和中國(guó)早期陸生維管植物的發(fā)現(xiàn)與研究，研究引起了古植物學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。

赫勒之后，我國(guó)古植物學(xué)的奠基者斯行健(1941)和徐仁(1947)分別描述云南昭通和華寧盤(pán)溪等地的少數(shù)中泥盆世植物。雖然在1949年中華人民共和國(guó)成立后，西南地區(qū)各地質(zhì)單位及有關(guān)教學(xué)、科研部門(mén)，對(duì)曲靖地區(qū)以陸相為主的早泥盆世沉積做了不少工作，發(fā)現(xiàn)了大量具有特色的魚(yú)化石群，為該區(qū)有關(guān)地層的劃分對(duì)比提供了魚(yú)化石上的依據(jù)。但在大植物化石方面，僅有徐仁在1966年描述產(chǎn)自云南曲靖的一種云南工蕨 (Zosterophyllum yunna nicum)，以及李星學(xué)和蔡重陽(yáng)在1977年描述了產(chǎn)自曲靖地區(qū)的部分工蕨類(lèi)化石。

四十多年來(lái)，中國(guó)從事早期陸生維管植物研究的古植物工作者，包括中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所李星學(xué)院士、蔡重陽(yáng)研究員、王懌研究員，中國(guó)科學(xué)院植物研究所耿寶印研究員、李承森研究員，北京大學(xué)郝守剛教授、王德明教授，在曲靖地區(qū)開(kāi)展了大量工作，取得了一些列重要成果。其中在下西山村組發(fā)現(xiàn)了西山工蕨（Z.xisha nense），西屯組發(fā)現(xiàn)了刺囊西屯蕨（Xitunia spinitheca）、小穗工蕨（Z.minorsta chyum）和勝峰工蕨（Z.shengfengense）等。

其中勝峰工蕨的發(fā)現(xiàn)頗具傳奇色彩。2006 年11月份，云南正處于旱季，天高云淡正是野外工作的黃金時(shí)間。就在計(jì)劃中的野外工作即將結(jié)束前，北京大學(xué)的郝守剛老師和薛進(jìn)莊博士準(zhǔn)備第二天從曲靖返回昆明，并直接飛回北京。由于兩周主要集中在翠峰山西山水庫(kù)一帶的野外工作，采集到的標(biāo)本數(shù)量并不是很多，類(lèi)型也比較單調(diào)，盡管有收獲，但并不十分理想。采獲的標(biāo)本需要裝箱后運(yùn)回北京，為此，他們來(lái)到了曲靖的街上購(gòu)買(mǎi)紙箱。

當(dāng)他們沿街走到南門(mén)外廣場(chǎng)的時(shí)候，遠(yuǎn)處汽車(chē)和壓路機(jī)的轟鳴引起了他們的注意，那里正在修路。載重卡車(chē)運(yùn)來(lái)大量的山石堆在路旁，工人們?cè)谇謇恚埪窓C(jī)往返碾壓。看到了石頭，職業(yè)的本能驅(qū)使他們不免要去察看一番。

“進(jìn)莊，你看那些巖石是什么時(shí)代的，我們是否過(guò)去看看？”郝守剛老師說(shuō)。

“好像是早泥盆世的。”

他們走到自卸卡車(chē)卸下的巖石堆旁，仔細(xì)做了觀察。那都是碎屑巖，灰色或藍(lán)灰色的泥巖，斷口比較致密，顯示出比較多的鈣質(zhì)成分。依據(jù)對(duì)翠峰山地區(qū)沉積地層的了解，這些巖石大體可以認(rèn)定為早泥盆世早期下西山村組或西屯組的巖石。

“或許我們可以在這找到點(diǎn)什么有價(jià)值的東西?！?/p>

“完全有可能，碰碰運(yùn)氣吧?！毖M(jìn)莊回答說(shuō)。

于是，他們把帶的地質(zhì)包等放到路旁，在那些軋路石堆里邊尋找探究了起來(lái)，并隨之發(fā)現(xiàn)了一些破碎的植物莖軸和一些雙殼類(lèi)的化石。

“郝老師，我要方便一下?！?/p>

“行，我在這邊等你。”郝老師說(shuō)。

薛進(jìn)莊隨即向遠(yuǎn)處那些軋路石堆走去，郝老師則在這里繼續(xù)低頭尋覓。不一會(huì)兒，來(lái)不及方便的薛進(jìn)莊突然興沖沖地跑了回來(lái)：“郝老師，我有了重大的發(fā)現(xiàn)！”他興高采烈地說(shuō)，“您趕快跟我去瞧一瞧?！?/p>

一株4億年前的完整勝峰工蕨化石，上面的兩個(gè)箭頭指示孢子囊，下面的箭頭指示根的連接。

當(dāng)薛進(jìn)莊帶郝老師到遠(yuǎn)處路邊石堆后面的一堆巖石旁時(shí)，立即被驚呆了。在一塊大巖石上，簇生的植物莖軸密密麻麻，莖軸上的孢子囊清晰可見(jiàn)。由于化石本身的碳膜呈黑色，在黃綠色的巖石基底上形成明顯的反差，格外醒目?；幕糠种Ы诲e(cuò)盤(pán)結(jié)，這是難得一見(jiàn)的一株非常完整的植物標(biāo)本，只是由于暴露在空氣中，再加之薛進(jìn)莊不經(jīng)意踏上的一腳，巖石乃至標(biāo)本也隨之?dāng)嗔验_(kāi)來(lái)。

他們小心翼翼地將保留植物標(biāo)本的巖石塊雙手捧起，拿回到路邊，堆放在那里，仔細(xì)觀察。正在此時(shí)，天公不作美，一場(chǎng)陣雨驟然而至。在此狀況下，他們將隨身攜帶的背包罩在標(biāo)本上，將雨傘撐開(kāi)也罩在上方，用石塊壓好，人則迅速跑到不遠(yuǎn)處的工棚下避雨。在天放晴后，他們仔細(xì)觀察這件珍貴的標(biāo)本，對(duì)它們?cè)谄扑閹r石上彼此之間的保存狀態(tài)做了充分的了解，并對(duì)一些破碎散亂的標(biāo)本仔細(xì)包裹后，用雙手捧回了旅館。隨即郝老師讓薛進(jìn)莊去商店買(mǎi)了一個(gè)大的塑料盒，在旅館中盡可能原位地把標(biāo)本固定安放在了塑料盒中。

隨后他們又返回了工地，找到了運(yùn)載巖石的卡車(chē)，向司機(jī)師傅詢(xún)問(wèn)到這些巖石的挖掘地點(diǎn)，是曲靖市區(qū)東南方向約6公里的勝峰小區(qū)花果山。隨即他們搭乘了一輛卡車(chē)，到了巖石的挖掘地。這里是一片繁忙的采石場(chǎng)，半個(gè)山頭已經(jīng)被挖平清理，未來(lái)這里將建設(shè)一個(gè)新的居民小區(qū)。依據(jù)所收集標(biāo)本的巖性特征和巖石上的一些沉積結(jié)構(gòu)特征，他們大致尋找到了標(biāo)本產(chǎn)出的層位。在這里，他們又認(rèn)真的做了尋找，除了少量的植物碎片，卻一無(wú)所獲。

由于這個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)，他們一路喜氣洋洋地返回了北大。在實(shí)驗(yàn)室里，經(jīng)歷了三周時(shí)間的清理、粘合和修雕之后，一株4億年前的完整的植株展現(xiàn)在面前。它不僅有密集簇生的氣生的二叉分支的莖軸，也長(zhǎng)有圓形、橢圓形的孢子囊，而且難能可貴的是，植物體保存了基部密集的K型和H型分枝形成的盤(pán)根錯(cuò)節(jié)的匍匐莖，并長(zhǎng)有濃密的簇生細(xì)根。這是當(dāng)時(shí)世界上所發(fā)現(xiàn)的最古老的帶根植物，為人們認(rèn)識(shí)早期陸生植物的形態(tài)提供了彌足珍貴的實(shí)物。這株植物代表了一個(gè)工蕨植物的新種，由于它產(chǎn)出在曲靖勝峰地區(qū)，他們將它命名為勝峰工蕨（Zosterophyllum shengfengnesis）。

勝峰工蕨的復(fù)原圖(孫英寶繪)

傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，陸地上最古老的植物是莖軸裸露、沒(méi)有真正的根和葉子的原始植物，真正的根和葉子是隨后才在地球上演化出來(lái)的。一般認(rèn)為具根的維管植物的出現(xiàn)加速了地球巖石的風(fēng)化作用，但對(duì)早期根的形態(tài)和生態(tài)學(xué)信息的記錄極度缺乏，已報(bào)道的化石資料非常少。依據(jù)該化石，經(jīng)過(guò)細(xì)致的實(shí)驗(yàn)室工作和兩年多的認(rèn)真求證，第一次計(jì)算出了工蕨植物的生物量和根莖比，也是第一次獲得了壓型化石植物的根莖比信息。這種古老的根僅占整個(gè)植物生物量的不到3%，通過(guò)與現(xiàn)生植物的生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)比較，這么小的根系能夠?yàn)橄鄬?duì)較大的莖軸系統(tǒng)有效地提供養(yǎng)分，表明早期植物具有較強(qiáng)的根系吸收能力和水分利用效率，也表明這種植物生活在高溫、高降水量以及水分供應(yīng)充足的環(huán)境之中。

纖細(xì)先骕蕨復(fù)原圖

云南工蕨化石，孢子囊聚合成穗狀，比例尺=10mm

回彎徐氏蕨部分復(fù)原圖

楔形廣南蕨部分復(fù)原圖

勝峰工蕨的發(fā)現(xiàn)和研究，僅是曲靖地區(qū)早期陸生維管植物研究的一個(gè)縮影。另外，時(shí)代稍微晚一點(diǎn)的徐家沖組和西沖組發(fā)現(xiàn)了更為豐富的植物化石組合。徐家沖組含有澳大利亞工蕨（Z.a ustra lia num）、云南工蕨（Z.yunna nicum）、曲靖鐮蕨（Drepa nophycus qujingensis）、中國(guó)亨氏蕨（Hedeia sinica）、纖細(xì)先骕蕨（Huia gra cilis）、變異苞片蕨（Bra cteophyton va ria tum）、回彎徐氏蕨（Hsüa deflexa）和楔形廣南蕨（Gua ngna nia cuneata）等。

其中鐮蕨是徐家沖組的優(yōu)勢(shì)植物，在10余個(gè)層位中都有發(fā)現(xiàn)。鐮蕨為原始的小葉植物，隸屬于石松類(lèi)植物，從早泥盆世到晚泥盆世，廣泛分布于世界各地。植物體分為橫臥的擬根莖和二歧分叉或單軸分叉的直立莖軸。孢子囊單個(gè)著生，不聚集成穗。葉螺旋排列在莖軸上，為小型葉，內(nèi)具簡(jiǎn)單的維管束。

徐家沖組的紅層古土壤形成于干濕交替的氣候背景下，可歸入初成土或鈣化土，其中普遍含鈣結(jié)核以及鐮蕨的根狀莖。鐮蕨可通過(guò)地下的根狀莖克隆生長(zhǎng)，形成龐大的長(zhǎng)壽克隆體，在每立方米古土壤中，根狀莖的總長(zhǎng)度可達(dá)800 至1300米，它們重復(fù)多次K-型或H-型分枝，形成復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。徐家沖組的單個(gè)紅層古土壤厚度可達(dá)20米，根狀莖貫穿其中，反映長(zhǎng)期穩(wěn)定的洪泛平原堆積和植被發(fā)育，以及植物克隆體對(duì)沉積物頻繁埋藏的適應(yīng)能力和頑強(qiáng)的擴(kuò)展能力。龐大的根狀莖網(wǎng)狀系統(tǒng)可增進(jìn)河流沉積物的抗侵蝕能力，促進(jìn)成土作用，從而增強(qiáng)河流地貌的穩(wěn)定性、提高早期土壤的固碳能力，因此在植物登陸初期，克隆生長(zhǎng)是原始的維管植物作用于地球系統(tǒng)的一種重要機(jī)制。4億年以來(lái)，根狀莖克隆生長(zhǎng)普遍存在于各類(lèi)植被和陸地環(huán)境中。

鐮蕨根狀莖垂直地層密集分布（上左）；在巖石中平行排列的鐮蕨植物莖軸（上右）；泥盆紀(jì)早期的河流與洪泛平原植被景觀復(fù)原（鄧珍珍繪制）（下）

牛角蕨（左上）；密集保存的早期真蕨類(lèi)植物（右上）；西沖組的一種草本石松植物（右中）；西沖組大型石松植物莖干，預(yù)示著當(dāng)時(shí)已經(jīng)有比較高大的植物群落（左中）；西沖組魚(yú)甲片化石（左下）；西沖組的雙殼類(lèi)化石(右下)

時(shí)代為中泥盆世晚期的西沖組植物群，主要產(chǎn)自云南曲靖和武定地區(qū)的西沖組中，以石松類(lèi)植物為主，共生有原始的“真蕨類(lèi)植物”和三枝蕨類(lèi)，無(wú)論在屬種還是在植物結(jié)構(gòu)的多樣性上均顯示出了較高的水平，分為小型樹(shù)狀植物和地面植物兩個(gè)水平結(jié)構(gòu)。主要有前石松類(lèi)、同孢草本原始石松類(lèi)和異孢小型樹(shù)狀石松類(lèi)。石松類(lèi)植物莖的葉片有不分叉類(lèi)型和多次分叉類(lèi)型，表面光滑類(lèi)型和表面布滿(mǎn)刺類(lèi)型之分。石松類(lèi)的生殖部分有不形成孢子囊穗類(lèi)型和形成孢子囊穗類(lèi)型，在后一類(lèi)型中又出現(xiàn)了具有分叉孢子囊穗的類(lèi)型。

網(wǎng)狀龍華山孢（上）,麥克拉倫齒環(huán)孢（中）,奇異燭飾孢（下）（Reviewof PalaeobotanyandPalynology2016，234：110-124）

西沖植物群的“真蕨植物”以Eocla doxylon minutum為主，該植物是一種原始的“真蕨植物”，代表了真蕨植物的祖先類(lèi)型。枝木蕨植物有3種類(lèi)型，這些植物均屬于典型的地方分子，其形態(tài)特征上具有較高的分異度。前裸子植物在西沖植物群中十分稀少或可能不存在。但是，三枝蕨類(lèi)植物在西沖植物群中十分發(fā)育，現(xiàn)已描述的主要有：齒莖蔡氏蕨、直紋裸蕨、牛角蕨等幾種。西沖植物群主要以地方分子發(fā)育和三枝蕨類(lèi)植物繁盛為特征，與世界同期植物群存在較大的差異，是一個(gè)地方性植物群。

參加古植物分會(huì)2016年學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)后考察的代表集體合影，身后為布滿(mǎn)鐮蕨根狀莖的徐家沖組地層

根據(jù)西沖植物群中植物體的大小和解剖特征，可以分辨出兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。1、小型樹(shù)狀植物系統(tǒng)，生活在該系統(tǒng)中的植物大約1米高，主要由石松類(lèi)和“真蕨植物”組成，這些植物構(gòu)成植物群的主體植物類(lèi)型。2、地面植物系統(tǒng)，生活在該系統(tǒng)中的植物是一些細(xì)小的植物，主要由細(xì)小石松類(lèi)、三枝蕨類(lèi)和一些分類(lèi)位置不明的植物組成，這些植物控制了地面生態(tài)系統(tǒng)。

中泥盆世是陸生植物演化的重要時(shí)期，有些植物已經(jīng)演化出在繁殖過(guò)程中出現(xiàn)雄配子體和雌配子體在形態(tài)和數(shù)量上的分化。這一時(shí)期全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的大孢子化石很少，總計(jì)有9種，而主要發(fā)現(xiàn)于岡瓦納大陸。曲靖龍華山中泥盆世地層中存在三種大孢子，其中一類(lèi)名為網(wǎng)狀龍華山孢與從同孢植物復(fù)雜勒氏蕨中發(fā)現(xiàn)的原位小孢子在形態(tài)上十分接近，但在超微結(jié)構(gòu)上卻與異孢植物產(chǎn)出的大孢子較為接近。因此可以推斷網(wǎng)狀龍華山孢的母體植物可能是一類(lèi)從同孢向異孢轉(zhuǎn)變的過(guò)渡型植物。此外，曲靖中泥盆世地層中還產(chǎn)出一類(lèi)在加拿大北極地區(qū)和波蘭北部有過(guò)報(bào)道的大孢子——麥克拉倫齒環(huán)孢，該類(lèi)大孢子由于個(gè)體較大，在空氣中傳播的能力較弱，因此它的出現(xiàn)表明在中泥盆世時(shí)期勞亞古陸和岡瓦納古陸之間可能存在陸橋連接，而這一陸橋可能對(duì)中泥盆世華南和澳大利亞一些地方性的珊瑚和魚(yú)類(lèi)屬種在中泥盆世晚期遷移至勞亞古陸具有重要意義。

2016年11月19日至11月20日，中國(guó)古生物學(xué)會(huì)古植物分會(huì)2016年學(xué)術(shù)年會(huì)在昆明召開(kāi)，會(huì)后的野外考察就選擇了曲靖的西郊。來(lái)自全國(guó)各地，各高校、研究和生產(chǎn)單位從事古植物學(xué)研究的學(xué)者都慕名而來(lái)，參觀剖面、采集化石，探尋四億年前生命的奧秘。