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布爾吉斯頁岩 (轉載)
—— 一個一百年對五億年的故事
對於古生物學家，尤其是研究早期生命的古生物學家來說，布爾吉斯頁岩絕對是一個性感的名詞。如果說一個從事古生物學研究的人不知道布爾吉斯頁岩，那絕對是一個天大的笑話。在中國雲南的澄江動物群發現之前，布爾吉斯頁岩就是寒武紀動物大爆發的代名詞，因為經過幾代古生物學家的努力在這裏發現了大量軟軀體的動物化石，種類繁多。這也就難怪美國已故著名古生物學家、進化生物學家斯蒂芬 · 傑 · 古爾德（Stephen Jay Gould）說，布爾吉斯頁岩動物群是 “世界上最重要的動物化石” （the world’s most important animal fossils ）。 “世界上最重要”的這種說法固然有誇大的嫌疑，但如果說布爾吉斯頁岩是最應該值得注意的化石產地之一，則不會有人有任何疑問。
1909 年8 月的最後兩天，美國史密森學會的秘書長、 古生物學家查爾斯 · 沃克特（Charles Walcott）在位於加拿大不列顛哥倫比亞東部邊境菲爾德鎮附近的山坡上發現了一些奇妙的動物化石，其中包括著名的馬爾三葉形蟲（Marrella）、瓦普塔蝦（Waptia）和納羅蟲（Naraoia），從此揭開了布爾吉斯頁岩生物的研究曆史。從 1910 年到 1913 年，以及1917 年，每年夏天沃克特都會帶上全家來這裏進行化石挖掘。此外，他還於1919 年和1924 年再次到這裏仔細檢查以前丟棄的碎石。他總共采集了六萬五千多塊標本，現在都保存在史密森的國家自然曆史博物館中。
沃克特最初采集化石的地點，現在又被稱為沃克特采坑（Walcott Quarry）或葉足層（Phyllopod Bed），位於瓦普塔山（Wapta Mountain）到菲爾德山（Mount Field）之間海拔 2300 米 的稱為化石梁（Fossil Ridge）的山脊上，呈北西 - 南東走向。從菲爾德鎮出發，沿山間蜿蜒的小路經過 3 個小時的跋涉，你就能來到這裏。即使是在初夏，這裏經常還會有積雪，你可以坐下來欣賞這裏的風景。偏左側矗立在你眼前的就是布爾吉斯山，偏右側的下方是翠綠的翡翠湖（Emerald Lake），右手邊為高聳的瓦普塔山，左手邊近處為菲爾德山，遠處則可以看到 橫加公路沿辮子狀的踢馬河一路遠去。 傍晚時分，在落日的照耀下山林顯得絢麗無比 。
自沃克特之後，又先後有三個機構獲得了在該地區研究和采集化石的許可。 1930 年，哈佛大學的珀西 · 雷蒙德（Percy E. Raymond）教授在沃克特采坑之上大約 20 米 處，花了15 天的時間開掘了第二個采坑，其中發現了奧托亞蟲（Ottoia）、西德尼蟲（Sidneyia）、 林喬利蟲（Leanchoilia）和奇蝦（Anomalocaris）等重要化石，這些標本都保存在哈佛大學的比較動物博物館中，但數量和保存質量都比不上沃克特采坑的。 
1966 年和 1967 年，加拿大地質調查局的吉姆 · 艾特肯（ Jim Aitken ）領導考察隊與比爾 · 弗瑞茨（ Bill Fritz ）在此尋找三葉蟲和研究地質背景，而剛剛從哈佛大學轉到劍橋大學的哈裏 · 惠廷頓（ Harry Whittington ）也隨隊進行化石采集和研究。他們在這裏又發現了已知最早的海百合 Echmatocrinus 、保存特別好的歐巴賓海蠍（Opabinia），一種新 曳鰓動物 Scolecofurca 等。隨後 惠廷頓與大衛 · 布魯頓（David Bruton）和克裏斯 · 休斯（Chris Hughes），帶領兩個研究生德裏克 · 布裏格斯（Derek Briggs）和西蒙 · 康威 · 莫裏斯（Simon Conway Morris）經過對布爾吉斯頁岩化石重新進行了一係列深入的研究，改變了以前人們對寒武紀生命的一些看法。最初，沃克特將布爾吉斯頁岩化石大部分都歸入了現代的門類中，認為是現代各大類群的祖先種類。這樣的觀點在很長的時間內一直為大多數古生物學家所接受，自沃克特死後到 1960 年代，雖然很多研究者根據沃克特最初的描述進行過一些討論，但布爾吉斯頁岩動物沒有引起人們特別的注意。正是惠廷頓等人的研究，現在我們已經知道很多寒武紀生物與今天的十分不同，它們可能要歸入到已經滅絕的綱中。以至於，古爾德在《奇妙的生命》一書中據此大力推銷自己有關生命進化中曆史偶然性的決定作用。然而，很多古爾德認為應該歸入到不同已經滅絕的門的奇怪動物，現在看來還是應該歸入到現生類群，是現代門的基幹類群。
從 1975 年到 2000 年，在安大略皇家博物館的戴斯蒙德 · 柯林斯（ Desmond Collins ）的帶領下，對布爾吉斯頁岩進行了廣泛的發掘、采集和研究。到 1983 年，考察隊發現了一打新的布爾吉斯頁岩化石點，如在史蒂芬山發現了幾個新化石點，並且在北側山腰上發現了很多雷蒙德采坑特色的動物，如奧托亞蟲和 林喬利蟲。此外在西南方向 1500 米 的地方有了一個大發現，一種被柯林斯稱為“聖誕老人蟹”的新節肢動物嶄露頭角。“聖誕老人蟹” 中文名為多須蟲（Sanctacaris ），名稱含義為“神聖螃蟹”，因為它頭的周圍有許多爪。多須蟲是最早的具螯肢節肢動物，廣翅鱟、鱟和蜘蛛就是由該類起源的。 而從 1991 年到 1993 年和1997 年的四年中，僅在戴蒙德采坑就采集到了4700 塊標本。其中值得一提的是，1983 年7 月12 日到8月26 日 ，在史蒂芬山挖掘行動再次展開。由於挖掘點的附近十分陡峭，沒有平台，考察隊就搭建了四個木頭平台以供宿營。他們分批工作三四天，然後下山休息一天。這次考察隊中出現了一個中國人的身影，那就是陳均遠先生。經過這次與布爾吉斯頁岩的親密接觸，在陳均遠回國之前，他就覺察到在中國西南地區存在的大量寒武紀地層中，可能也存在像布爾吉斯頁岩這樣的軟驅體化石產地。然而就在不到一年之後的 1984 年7 月1日，澄江動物群就在雲南省的 帽天山被發現了。澄江動物群的時代比布爾吉斯頁岩早，為距今約 5.3 億年前的早寒武世，在滇東地區下寒武統筇竹寺組玉案山段中的泥質岩層中均有發現，分布廣泛。雖然曆經了5 億多年的滄桑巨變，澄江動物群中各種不同類型的海洋動物軟體構造保存完好，千姿百態，栩栩如生，可以說是目前世界上發現的最古老、保存最好的一個多門類動物化石群之一。澄江動物群生動地再現了當時海洋生命的壯麗景觀和現生動物的原始特征，為研究地球生命早期演化、生態等提供了珍貴證據。澄江動物化石群的發現，引起世界科學界的轟動，被稱為“20 世紀最驚人的化石發現之一 "。
經過100 年的研究, 人們對於布爾吉斯頁岩這個距今約有5.05 億年的動物群有了比較深入的認識，現在僅從化石梁發現的化石，共識別出了170 個種，其中有超過 100 個是沃克特當時描述的。根據對布爾吉斯頁岩動物形態特征的分析，例如是否具有硬體部分，還是完全為軟軀體，一個物種標本的數量，物種的平均體長，以及它們取食的習慣，共識別出了三種取食模式：濾食者、食底泥者和獵食者。再加上以藻類為主的初級生產者，一個現代海洋生態係統已經基本建立。
布爾吉斯頁岩並不是獨一無二的，到目前，在全球範圍內總共發現了超過30 個布爾吉斯頁岩型生物產地，分別分布在格陵蘭、中國、澳大利亞、西伯利亞、西班牙和波蘭，時代為早中寒武世。自20 世紀80 年代以來，在中國西南地區的早、中寒武世地層中相繼發現了兩個布爾吉斯頁岩型軟體後生動物化石群：澄江動物群和凱裏動物群。此外還發現了幾個布爾吉斯頁岩型特異埋藏動物群，例如荷塘組海綿動物群、牛蹄塘基部海綿動物群、關山動物群、八榔動物群、石牌動物群等。經過近20 年的研究，目前僅在澄江動物群中就已經發現與布爾吉斯頁岩動物群中相同的屬近20 個。這些化石點的發現，極大地豐富了人們對寒武紀生物演化的認識，說明在此之前很多動物類群已經經過了漫長的演化曆史，寒武紀大爆發也不再像以前認為的那樣，動物是在寒武紀初期 “一夜之間”神秘出現的。西北大學的舒德幹教授就總結認為 “ 寒武紀大爆發作為一個整體，主要由3 個階段（或幕）組成。第一個是‘寒武前夜'（即前寒武紀晚期，以伊迪卡拉生物群為代表），為時間跨度相對較長的前奏階段，緊隨其後的是早寒武世的 2 個連續爆發階段：以'小殼化石'（SSFs ）的首次大量出現為代表的序幕和以澄江動物群為代表的主幕。” 而澄江動物群作為布爾吉斯頁岩型動物群的早期代表，說明寒武紀大爆發的高潮一直持續到中寒武世。
總體說來，布爾吉斯頁岩化石產地主要包括位於化石梁上的沃克特采坑和位於史蒂芬山上的三葉蟲層 [ 又稱珓石蟲（ Ogygopsis ）頁岩 ] 。雖然說現在我們都將 1909 年作為布爾吉斯頁岩動物群研究的開始，但實際上作為廣義的布爾吉斯頁岩生物，早在 1886 年就被發現了。 1886 年9 月13 日，星期一，加拿大地質調查局的資深野外地質學家理查德 · 麥考奈爾（Richard McConnell）在加拿大太平洋鐵路線經過落基山的兩側進行地質填圖時，在史蒂芬山的三葉蟲層發現並采集了最早的布爾吉斯頁岩化石。正是麥考奈爾在 1887 年的報道引起了沃克特的注意，從而開啟了布爾吉斯頁岩生物研究的序幕。這樣看來，將 1909 年沃克特的發現作為布爾吉斯頁岩研究的起點，似乎對麥考奈爾十分不公平。但事實就是如此，每一項重要發現實際上都是在很多人的積累下完成的，比如達爾文之於進化論，事實上達爾文在《物種起源》中提出的所有觀點，都可以向前追溯。但畢竟達爾文係統地闡述了自然選擇的進化理論，並且進行了長期深入的研究，再加上我們對於英雄崇拜的心理，會自覺不自覺地讓達爾文集萬般寵愛於一身。因此，沃克特和布爾吉斯頁岩的故事也是如此。
2009 年8 月3 日— 8 日，紀念沃克特發現布爾吉斯頁岩100 周年的寒武紀大爆發國際研討會，在亞伯達省卡爾加裏市以西約125公裏的旅遊勝地班夫鎮的班夫藝術中心召開。班夫鎮是加拿大落基山國家公園中風景最優美的地點之一，距離布爾吉斯頁岩的發現地僅80 公裏。會議上，來自世界各地從事布爾吉斯頁岩型生物研究的專家學者，就寒武紀大爆發、布爾吉斯頁岩型生物的起源、進化、保存和埋藏，以及當時的生態係統等進行了廣泛的交流。
會前和會後，參會者分批前往沃克特采坑和三葉蟲層進行了實地考察。前往三葉蟲層是從位於菲爾德鎮的幽鶴國家公園遊客中心出發，出發地的海拔為 1300 米 ，化石點距此的垂直高度大約為 600 米 ，來回共6 公裏 ，距離雖然比較短但路相對比較陡，因此還是存在一點小小的困難。而前往沃克特采坑，是從塔卡考瀑布（ Takkakaw Falls ）附近的幽鶴穀出發，出發地的海拔為 1500 米 ，化石點距此的垂直高度大約為780 米，總距離20 公裏 ，雖然路途較長，但比較好走。塔卡考瀑布是加拿大海拔最高的瀑布，落差為 384 米，自由下降距離為254 米，很是壯觀，走到跟前，雪山融水匯成的瀑布寒氣逼人，離瀑布還有一段距離時，隨風飄來的水氣已經能讓人感受到瀑水的冰心徹骨，在瀑布之下還可以看美麗的彩虹。
一路上，沿著蜿蜒的山間小路，欣賞著落基山脈壯麗的美景，心中懷著朝聖的心情，一路走來，絲毫沒有累的感覺。在化石點大家拍照留念，一個個都留下了幸福的笑容。可想而知，佇立在雄渾的落基山脈中，站在產出五億年前神奇海洋動物的化石點旁，懸想時間之長、天地之大，而竟在蒼茫宇宙中的這個點上有這麽一個人在感懷，怎能不說生命是奇妙的，生命的進化曆史是壯闊的呢。
謝謝山菊！還是喜歡豪言壯語!
不過，有機會去加拿大的話，可以考慮去看看！
還記得俺塗抹在野外筆記本上的那幾句豪言壯語嗎：
古來畫筆下，
隻見山延綿。
獨我地質者，
知爾億萬年。
後來想改成絕句，卻失了豪情：）