关于植物的化石资料（植物化石从煤炭到宝石）

提起化石，人们首先想到的多半会是恐龙那巨大壮观的骨骼化石，而如果提到地球漫长历史中曾经生存过的各种植物，大多数人恐怕都只会想到，煤是由远古植物形成的。

的确，煤是由植物残骸经过复杂的变化形成的，但远古植物的遗迹却不仅仅有煤。植物也形成了数目庞大的化石，虽然不像大型动物的骨架化石那样震慑人心，但植物化石和动物化石一样，可以带给我们大量来自远古的信息。从这些“残页”之中，我们也许永远也拼凑不出已经消逝的历史全貌，但已足以让我们一窥它的端倪，在一定程度上满足我们的好奇心，并给予我们关于现在和未来的启示。

人类对化石来历的研究，最早可以上溯到公元前6世纪。当时古希腊科学家已对化石作出正确的解释，指出化石是生物的遗骸，这些生物生活在自然条件与当时迥然不同的远古时代。到了公元前4世纪，亚里士多德提出化石是自然生成的，是地底深层气体蒸发形成的——这种假设影响了整个中世纪甚至更晚的时代。

到了文艺复兴时期，关于化石的起源又有了各种古怪的说法：有人说化石来自微小的石头种子，在地下生长最后死于地下；有人认为化石是“造物主的败笔”，所以没有生命；还有人说化石是撒旦造的，为的是与上帝抗衡，结果失败了。

16世纪，伟大的天才——列奥纳多·达·芬奇也对化石产生了浓厚兴趣，他否定了亚里士多德的自然发生学说，对化石的形成做作了正确解释，可惜直到19世纪才有人把他的手稿整理出来。

显然，不是所有的生物遗体都能保留下来，只有极少数生物在某些特定条件下保存为化石——现今地球上已记录定名的生物物种约有170万种，而迄今已发现的、生活在在漫长的几十亿年地质历史中的物种总共才20多万种；从这种极度不相称中可以看出，我们对地球上过去的居民的了解是相当有限的。

化石除了可以直接告诉我们地球历史上形形色色的古生物的有关信息以外，还能帮助我们了解远古的地质、气候和重大自然事件等方面的情况。例如前面提到的石化木材就可以告诉我们远古时代的气象资料：温带四季分明，年轮因此很清晰；而热带季节性变化很小，形成的细胞没什么区别，年轮也不那么分明。而对一些叶片化石的细致研究则有可能推测出亿万年前地球上的二氧化碳含量。

化石中所保留的历史信息不仅在于化石本身，还有赖于化石和原产地的地质现象构成有机的组合——只有和它们所处的地质环境共同分析，科学家们才能得到更多、更准确的关于太阳光照、雨水丰沛程度、千百年气候变化、植物群落组合等等的资料。

然而化石资源在全世界遭到盗采、破坏的情况令人触目惊心。例如在亚利桑那的化石森林国家公园，在严格的保护之下，每年被游客偷偷带走的化石仍超过12吨，相当于近万块；1922年设立于南科达他州的苏铁化石国家公园，更是由于被破坏得太严重，于1957年被撤销了国家公园的地位。

具体到古植物方面，从化石信息中我们可以看出，植物是如何一步一步从海洋登上陆地，如何与动物相互适应、共同进化，如何适应气候变化等自然因素，并逐渐淘汰不能适应的物种。比较古代植物和现代物种的区别，我们可以看出植物是在往什么方向发展进化。

那些已在遥远的过去消失、只存在于化石中的植物，我们就只能凭借化石中支离破碎的信息将其复原，它们的存在和关于它们的一切，主要来自于古植物学家们从化石中读到的信息，至于导致它们消失的具体原因或许永远是不解之谜。

整个动物（或者是其整个的骨架）形成化石的情况并不罕见，我们在古生物博物馆里一般都能看到不少张牙舞爪的完整动物骨架化石（这也是人们对古动物的印象远比古植物来得深刻的重要原因）。

但在植物界，情况就不同了，整个植物体保存成为化石的机会微乎其微；一般所见的都是各种植物碎片的化石，最常见的是叶片。

最普通的植物化石类型是压印化石。覆盖的沉积物在植物碎片上由于重力作用而向下压，就形成了压印化石。压印化石又可以分成两种：植物在这种压实作用下扁化成一层很薄的碳膜，如果这层膜保存下来，这种化石就称为压型化石；如果它没能保存下来，就形成印痕化石。压印化石保存了植物碎片的形状和表面细节。

如果在强大的压实作用发生之前，植物碎片周围的沉积物变得硬化，就可能保存下来碎片的三维信息。

在温泉中我们就可以看到这样的过程。落入泉水中的树叶、茎干等在腐烂之前就被水中的碳酸钙包裹起来，形成清晰的“模子”（印痕）；后来，植物体本身腐烂分解了，但在碳酸钙沉积中却留下了空腔；再后来，空腔被其他沉淀物填充，就又形成了和植物体一模一样的“铸型”。形成印痕和铸件的这种保存形式，不仅可以通过碳酸钙沉积这种方式，还可以由其他富集的矿物（如菱铁矿）来完成。这类化石被认为是植物自身矿化作用形成的，

植物茎干的中央空腔可以形成另一类铸型化石。茎干落入水中，在周围组织腐烂以前，它的中央空腔被沉积物填充，周围组织腐烂后，就保留了内部沉积物的铸型，这种化石称为“髓核”。比如茎部中空的芦木就非常容易形成这种化石。

除了一般的石化木材，还有两种比较罕见的：蛋白石化木材，以蛋白石矿物为主；玛瑙石化木材，以玛瑙矿物为主。

当石化木材中的浸润填充质为结晶致密细腻的玉髓质时，后期再被含铁的矿物溶液浸染，便会呈现迷人的红色，类似玛瑙。这种石化木材有着玉石般的质地和色泽，如果不是有的地方还能辨认出年轮和细胞的结构，人们很难将它同植物联系起来。