文章来源：地球杂志
最近，贵州机场卫生间突然成为网红打卡地，原来在那里发现了4亿多年前的化石，白色的“花纹”就是距今4.39亿年前的海洋生物石矸拟房壳贝化石。
摄影/雷毅民
这些远古的生命怎么也没想到，
4亿年后会与另一种生物在卫生间相遇.......
当小伙伴们惊呼，太奢侈了吧，
那里的化石则表示，被安放在卫生间太郁闷了。
这又是哪里？难道也有化石？
让我们走近、放大，
摄影/孙桂鞠
没错，它们就是化石。
这些化石的来头可不小，
人类出现的历史在它们的面前微不足道，
恐龙在地球上度过了1.65亿年的漫长岁月，
对它们来说，也只是匆匆过客。
它们就是古海洋存活最久的生物，
————三叶虫。
三叶虫作为一种海洋生物，
一直默默无闻地在古生代各个地质历史时期留下自己的印迹，
它有什么特殊的结构，又有什么特殊的本领，支撑自己跨越了寒武纪、奥陶纪、志留纪直至二叠纪灭绝。
让我们一起走近这一古老、神秘的远古海洋生物——三叶虫！
三叶虫属节肢动物，生活在距今5.42亿～2.51亿年的古海洋里。在寒武纪早期横空出世，先后经历了寒武纪至奥陶纪的繁荣和志留纪至二叠纪的衰退，最终随着古生代的结束退出了历史舞台，大约在地球上生活了3亿年。
原地埋藏保存完好的群体三叶虫化石南京地质博物馆馆藏摄影/王旭日
三叶虫中国地质博物馆馆藏供图/谭锴
三叶虫身体扁平，背侧是坚固的甲壳，腹部是柔软的腹膜和附肢,背壳成分以碳酸钙和磷酸钙为主，质地坚硬，所以在地史时期形成了大量的化石。
三叶虫化石以其种类繁多、特征明显、演化迅速、分布广泛等特征，成为生命演化研究和地层划分对比的重要依据。
形态特征
三叶虫的背壳主要包裹虫体背侧和腹侧的边缘。三叶虫背壳上有两条纵沟将背壳纵分为三部分，中央的部分称为轴叶，两侧的部分称为肋叶。壳体纵分为三叶，是三叶虫区别于其它节肢动物的稳定而独特的构造，因此得名三叶虫。
三叶虫结构示意图（引自《寒武纪统治者三叶虫》孔庆友）
三叶虫的背壳横向也分为三部分，由前至后分为头部、胸部和尾部。
三叶虫的胸部位于头部和尾部之间，由若干相互叠复、彼此衔接并可自由弯曲的胸节构成。
主要类别
古生物的分类单位与现代生物相同，从高到低分为界、门、纲、目、科、属、种七个级别，三叶虫属于动物界、节肢动物门，本身属于“纲”的级别，即三叶虫纲。节肢动物门是动物界中种类和数量都最大的一个门，节肢动物的名称来源于它们的身体均由许多体节组成。现生的节肢动物种类很多，如虾、蜘蛛、蝗虫和鲎等。
蜘蛛
三叶虫纲是个大家族，它包含了球接子目、莱德利基虫目、耸棒头虫目、褶颊虫目、镜眼虫目、裂肋虫目和齿肋虫目7个类别，其中每个目的下面可再分为科、属和种。
视频来源：湘西世界地质公园
球接子目是一类特别的三叶虫，一是该类三叶虫个体很小，随海流漂游或附着在海草上漂浮生活，属于远洋生物。由于球接子类三叶虫在地质历史中演化迅速且数量众多，更重要的是化石的分布范围十分广泛，所以球接子化石是进行全球地层划分对比和确定年代地层单位界限的重要生物依据。
全球年代地层单位的界限层型剖面和具体的点位，有一个专用的名词叫作“金钉子”，代表着这个剖面的研究成果达到了世界先进水平。在我国，以球接子这种化石作为主要依据确定的“金钉子”就有三处，分别是湖南省花垣县排碧阶的金钉子、湖南省古丈县罗依溪镇古丈阶的金钉子和浙江省江山市江山阶的金钉子。球接子目出现于寒武纪早期，寒武纪中期开始兴盛，至奥陶纪末期灭绝。
始莱德利基虫化石安徽地质博物馆馆藏摄影/王旭日
莱德利基虫目是三叶虫纲中出现最早的类别，其名称来自于研究此类三叶虫化石的英国古生物学家莱德利基。莱德利基虫目的主要特点是头大尾小胸节多，头鞍沟明显，颊刺较大。莱德利基虫目生活在寒武纪早期至中期，是寒武纪早期地层划分对比的重要标准化石。
耸棒头虫目的特点是头鞍呈棒状，褶颊虫目是三叶虫纲中最庞杂的一类，镜眼虫目、裂肋虫目和齿肋虫目出现的时代相对较晚，在地层划分对比方面的意义不大，但这些三叶虫大都结构复杂、形态奇特，具有很高的观赏和收藏价值。
生活方式
三叶虫全部为海生，以动物尸体和海藻等为食。大多数三叶虫在浅海底栖生活，有一些可在远洋中游泳和漂游。
三叶虫生态复原图
底栖生活的三叶虫以扁平的身体配合成对附肢在海底爬行或短暂的游泳，大多数三叶虫如莱德利基虫、褶颊虫属于此类。少数三叶虫可钻入泥沙中生活。
游泳生活的三叶虫头鞍膨大成球形，眼生在头部两侧并扩展到腹部，如奥陶纪的环尾虫就是远洋游泳的代表。球接子这类特殊的三叶虫全部是远洋漂游生活，它们个体小，体轻有利于漂浮，所以球接子分布范围十分广泛，在各种水深的海洋环境中都保存了大量的化石。
球接子化石
演化趋向
三叶虫种类繁多，从出现到灭绝，在漫长的生命进化过程中整体显示了一定的演化趋向。
三叶虫身体构造的变化主要取决于生存环境的变化。在寒武纪时期，三叶虫是海洋霸主，生存竞争主要发生在同类之间，所以该时期的三叶虫头部扁平、胸节多、尾部小、壳面平滑，生活方式以浅海底栖为主。
早寒武世三叶虫中国地质博物馆馆藏供图/谭锴
其后的奥陶纪期间出现了大型头足类、甲胄鱼等肉食性动物，三叶虫的生存环境变得严酷，于是通过减少胸节、增大头部和尾部体积、背壳长刺以提高防御能力，生活方式也由底栖辐射发展了远洋游泳和漂游，拓宽了生活空间。
奥陶纪的三叶虫还进化出了卷曲的能力，当遇到天敌时，它迅速卷成球状以保护柔软的腹部，并可迅速坠落海底躲避侵害。这种自我保护方式类似于现生的刺猬和穿山甲，当遇到攻击时，迅速缩成一团，让袭击者无从下手。此外三叶虫的某些器官特化也是为了更好地适应环境，如发育柄状眼有利于藏在泥沙中躲避天敌等。
三叶虫卷起（建模来自DICTY）剪辑/张维
收藏鉴赏
三叶虫不仅在生命演化研究和地层划分对比方面有着重要的科学价值，近年来作为观赏石也日益受到人们的喜爱，当然只有保存精美、特征突出、颜色明丽的三叶虫才具有观赏和收藏价值。
德氏虫化石供图/王强、罗蒙
王冠虫化石供图/王强、罗蒙
产于摩洛哥的三叶虫化石摄影/昝淑芹
产于我国鲁西地区寒武纪晚期地层中的蝙蝠虫尾部化石，不仅状如蝙蝠，也形似飞翔的燕子，当地人将这种富含三叶虫的石板形象地称为燕子石。由于燕子石色泽古雅、细腻温润，其上的“燕子”不仅形象生动，还具有吉祥的寓意，满足了收藏者在精神上、艺术上的观赏要求。目前燕子石已被加工制作成砚台、笔筒等文房诸宝以及屏风、花瓶等各类工艺装饰品，还多次被选为国家礼品馈赠给国际友人。
蝙蝠虫尾部化石山东地质博物馆馆藏摄影/宋晓媚
保存特点
大多数三叶虫生活在动荡的浅海环境，虫体死亡后易被水流冲散、搬运而异地埋藏，加上三叶虫脱壳时致壳体分散，所以在野外通常看到的是分散保存的头盖、尾部、胸节、活动颊等，完整保存的三叶虫化石非常罕见。只有在虫体死后被迅速原地埋藏且覆盖碎屑物十分细腻的情况下，才能形成完整的三叶虫化石。
现在让我们一起揭开这些三叶虫的藏身之处
中国地质博物馆每层展区中厅都有4根方形的柱子，柱子四周的装饰是含有三叶虫化石的天然石板，石板上有许多分散保存的三叶虫头部、尾部、胸节和活动颊等，显示了三叶虫的异地埋藏状态。
这些化石中最醒目的是具有两根硕大尾刺的三叶虫尾部，形状看起来像只蝙蝠，古生物学家给它的学名是蝙蝠虫。蝙蝠虫广泛分布于山东省西部，层位十分稳定，是晚寒武纪崮山组的重要标准化石。
在中国地质博物馆的古生物展厅里，还陈列着一件精美的三叶虫标本，上面共有近20个保存完整、栩栩如生的三叶虫化石，它们保留了生命最后瞬间的姿态，是原地埋藏的典型代表。
群体三叶虫化石中国地质博物馆馆藏
三叶虫在古海洋中生存了近3亿年，在地球生命演化史上写就了浓墨重彩的一章。三叶虫的演化过程，是一个由低级到高级、由简单到复杂直至灭绝的不可逆过程。这是生物的进化规律，不仅是三叶虫，地球历史上所有灭绝了的生物种类，都遵从了这样的规律。
生物为了适应环境而不断进化，当不能适应环境时，就让位于新的更高级的物种。在漫漫的生命长河里，旧的物种不断灭绝，新的物种不断兴起，地球上的生命演替循环往复，贯穿生命进化过程的始终。
三叶虫化石既是地质历史的稀缺遗存，亦是人类世界的无价瑰宝。当你走进中国地质博物馆的时候，不要忘了去看看展柜里的三叶虫化石，去摸摸大厅柱子上的三叶虫化石，它们静静地躺在那里，定格了亿万年前的生命瞬间，无声地、永远地讲述着生命的故事。