十九世紀中葉，美國內布拉斯加州西北部的蘇縣荒原上，當地的牛仔和牧場主們經常會發現一些奇怪的巖石。

△ 螺旋狀化石，圖片：Federica Grassi

這些巖石呈現螺旋狀，粗如人臂，高比成人，它們橫七豎八地從泥土和巖壁中伸出來，在某些地方，這些螺旋體密密麻麻地成片出現，就像一片石頭森林。

當地人給這些巖石取了一個綽號——惡魔的開瓶器（Devil's Corkscrews），因為它們就像葡萄酒開瓶器的螺旋部分一樣。

這些巖石如此奇特，如此對稱，它完全不像是自然形成的，更像是某種古代生物的化石，但它們到底是什么呢？

△ 歐文·欣克利·巴伯

第一個被這種巖石吸引的人是美國地質學家兼古生物學家歐文·欣克利·巴伯，他在1891年聘請一群工人去挖掘這些巖石，并開始研究它們。

1892年，巴伯將這種石頭命名為Daimonelix（希臘語中為“惡魔的螺旋”之意），并對其進行了初步描述。

Daimonelix出現在細粒砂巖中，該地層形成于中新世，距今約2000萬至2300萬年。

當時的學者認為細粒砂巖的形成是因為那里古代是一個湖泊，泥沙在湖底沉積，最終形成了這種巖層。

所以，巴伯最初認為這些石頭是某種水生生物的化石，他最初將它們描述為某種海綿的化石。

畢竟海綿的形狀從來都不是固定的，它們可以擁有各種奇形怪狀的樣子，出現螺旋狀也不是不可能。

但是，很快地質證據就表明這里古代其實是一個半干旱的草原，之所以會有類似湖底泥沙沉積的特征，是因為在旱季時，風將沙粒堆積在那里導致的。

于是，巴伯調整了自己的描述。他發現化石切片的“外壁”上有大量的植物細胞和根系纖維組織，根據這些發現，他堅信這是一種擁有巨大垂直螺旋根系的未知史前植物，或者是某種藤本植物。

不過，當越來越多人研究了這種化石之后，不同的觀點便出現了。

美國傳奇古生物學家愛德華·德林克·科普第一個駁斥了巴伯的觀點，他指出這些石頭很可能是某種大型嚙齒動物洞穴的鑄型化石。

不久之后，另一位美國古生物學家奧拉夫·彼得森也給出了類似的答案，他在研究一些Daimonelix標本時，發現有一些標本中包含一種古代嚙齒動物——古河貍（Palaeocastor）的骨骼。

所以，他支持科普的觀點，認為這就是古河貍的洞穴。

古河貍與今天的河貍有很大的不同，它們的生態位類似今天的黑尾草原犬鼠，體型比黑尾草原犬鼠大一些，但比今天的河貍小很多。

△ 古河貍

另外，古河貍和許多較早期的河貍科物種一樣，它們是穴居動物，而不是半水生的動物。

即便如此，巴伯依然堅定認為自己的觀點是對的，認為古河貍洞穴化石是無稽之談。

直到巴伯去世，Daimonelix到底是古河貍的洞穴，還是某種植物的化石，還沒有定論。

事情的轉折點發生在1977年，這個時候距離Daimonelix首次描述已經過去了85年。

這一年堪薩斯大學的化石哺乳動物專家拉里·馬丁在《古生態學》上發表了一篇文章，用無法反駁證據證實，Daimonelix確實就是古河貍的洞穴。

△ 古河貍的門牙

馬丁發現，已滅絕古河貍的門牙與Daimonelix填充物上的凹槽完美吻合，古河貍還留下了爪印，只是爪印通常僅限于洞穴的側面和底部。

另外，他還發現，螺旋體不是洞穴的全部，螺旋體只是洞穴向下延伸的部分，這是洞穴的入口部分。

到了螺旋體的底部，古河貍便會開始以30度的傾角斜向上挖掘，有時可延伸至約4.6米長，這部分洞穴是河貍居住、哺育后代的地方。

之所以古河貍要將洞穴入口挖掘成螺旋狀的樣子，現在也已經有了答案，是因為這樣的設計有助于保持洞穴內的濕度，以及溫度調節。

至于巴伯在這些化石上觀察到到的植物組織是怎么回事，那是因為洞穴內部的濕度較高，植物的根系傾向于向洞穴內部生長，導致洞穴壁上出現了大量的植物根系，當洞穴變成化石的時候，就像是一個主根系向外生出許多小根一樣。

您可能還會好奇，洞穴怎么會變成化石呢？

其實原因很簡單，當時該地區是一個半干旱的草原，旱季風沙很容易就填充那些廢棄的洞穴，將洞穴結構完整地“拓印”下來。

而植物的根系是洞穴礦化的關鍵，洞穴中的那些根系被風沙填充之后，完全符合變成化石的條件，在雨水日復一日的浸透下，二氧化硅開始填充失活植物根系的縫隙，最終形成化石。

在漫長的地質演化中，由于洞穴內部高度硅化，其硬度遠高于周圍未經充分膠結的火山灰土層，于是就有了我們今天看到的樣子。

很難想象一個洞穴會以化石的形式保存下來，更難想象得是，古代有河貍喜歡挖掘這種螺旋狀的洞穴，有時候真的會為大自然的神奇感到驚訝萬分。

參考：
https://www.smithsonianmag.com/smithsonian-institution/how-scientists-resolved-mystery-devils-corkscrews-180973487/