缺失的化石与发现的化石同样重要

本文格式为Word版，下载可任意编辑——缺失的化石与发现的化石同样重要腔棘鱼是一群古老的鱼类，具有奇怪的附肢，多骨、多肉、多肌。它们大量存在于大约3.9亿年前泥盆纪时期的化石中。然而，在大约6600万年前，即与恐龙灭亡的时间同步，腔棘鱼完全消失了。在很长一段时间里，研究人员甚至认为它们已经灭尽了。但是，1938年，有人在南非沿岸发现了腔棘鱼。

这件事带给我们的启示是：证据的缺失（譬如说缺少腔棘鱼化石）并不能证明其已经灭尽。举一个偏滑稽的例子，有一种“隐生物学家〞的亚文化，认为现在仍有大量翼龙隐藏在地球偏远地区，譬如巴布亚新几内亚或巴西的热带雨林中。翼龙同样在6600万年前的化石记录中消失，现在没有任何证据说明它们的存在。翼龙的状况会和腔棘鱼一样吗？或者说，由于某种原因，证据的缺失与缺失的证据是一回事吗？

研究遥远的过去时，找出那些空白的意义是十分困难的。地质学、考古学和古生物学等“历史科学〞面对的是物质的沉积层，其中的大部分已经随着时间被破坏或者退化，并且不能在實验室或在粒子加速器中重建。为了应对这个挑战，古生物学家选择了一种科学柔术——他们把化石记录中的空白点视为自我证明的证据。

这让人联想起达尔文的渐进主义理论，该理论认为进化过程缓慢且渐渐累积。化石记录包含一些可爱的标本，符合达尔文的渐渐蜕变规律。但更多的时候，某种类型的化石只是出现在某个岩石层，持续一段时间，然后消失。我们应当把缺少渐进变化的证据作为进化不是渐进的事实证据吗？

达尔文自己对这个问题也感到很难办。他最终认为，缺少渐渐变化的证据本身并非是渐进主义不存在的证据。相反，他将空白归因于记录的不完整性。然而，这一观点产生了非期的效果，即古生物学的边缘化。假如化石记录有太多缺陷，无法告诉我们关于进化的信息，那么古生物学家在我们对该进程的理解过程中贡献不大。

快进到下一个世纪。20世纪70年代，生物学家尼尔斯·埃尔德里奇和史蒂芬·杰伊·古尔德认为，渐进主义证据的缺乏本身就是一个信息信号。他们声称：“停止也是数据。〞假如化石记录中包含没有变化的时期，那是由于事实上的确没有发生改变。缺乏逐步演化的证据，只是告诉我们没有太多的事情发生。相反，他们认为进化是在达到顶端之前通过迅速的变化爆发而产生的，这种理论被称为“休止的平衡〞。

在接下来的辩论中，“渐进主义者〞回击说历史覆盖了其轨道：化石记录缺乏缓慢的转变，说明白成功形成化石的稀少性。与此同时，那些赞成埃尔德里奇和古尔德关于进化突然腾跃观点的人将指示物的缺少看作生物现实。他们希望科学家根据表面解读化石记录中的停止现象。无论如何，在这两种观点中，缺失同样重要。

让我们来看一下最近的恐龙古生物学的一个时期。三角龙和牛角龙都曾于白垩纪末期生活在现在的西北美洲地区。牛角龙个头更大，头上有一个更长的边皱，上面有孔或“窗孔〞。对比一下它们的头骨：

自19世纪末被发现以来，这两种恐龙已经被归入不同的生物类别。它们被认为是近亲，但各自属于不同的属，即物种之上的分类等级。

2022年，古生物学家约翰·斯坎内拉和约翰·霍纳用所谓的“牛角恐龙〞假说挑战了这一共识。他们认为，牛角龙和三角龙事实上是同一种动物，两者的差异只是生物年龄的问题。随着个体的成长，牛角龙体型变得更大，边皱更长，形成了洞孔。根据这个观点，牛角龙只是成年的三角龙。

证据在哪里呢？斯坎内拉和霍纳观测到，相对于牛角龙，我们有更多的三角龙骨骼，牛角龙的骨组织分析说明它们都是更老的、成熟的成年恐龙。另一方面，那些丰富的三角龙样本是较小的幼年和年轻的成年龙。这会产生这样一个问题：所有的年轻牛角龙在哪？作为回应，斯坎内拉和霍纳得出结论，即缺少牛角龙幼龙证明白根本没有幼龙。（应当指出的是，斯坎内拉和霍纳的工作是高度推理的，对于他们假设的最终命运，仍旧有好多分歧。）

解释那些并不存在的化石会面临其特有的挑战，这些困扰化石记录的空白和谜是古生物学最具魅力的一个重要部分。在恐龙古生物学中，样本量寻常很小，面临的挑战是如何找到从化石中提取信息的创造性的方法。一个最大胆的举动是开始将我们没有的化石看作数据。

腔棘鱼和翼龙的状况在某个方面相像。在过去的6600万年中，这两种化石都缺失了。但是对于翼龙，最好的解释是该种动物灭尽了。而对于腔棘鱼，状况则更为繁杂，解释空白可能需要