十九世纪中叶，美国内布拉斯加州西北部的苏县荒原上，当地的牛仔和牧场主们经常会发现一些奇怪的岩石。

△ 螺旋状化石，图片：Federica Grassi

这些岩石呈现螺旋状，粗如人臂，高比成人，它们横七竖八地从泥土和岩壁中伸出来，在某些地方，这些螺旋体密密麻麻地成片出现，就像一片石头森林。

当地人给这些岩石取了一个绰号——恶魔的开瓶器（Devil's Corkscrews），因为它们就像葡萄酒开瓶器的螺旋部分一样。

这些岩石如此奇特，如此对称，它完全不像是自然形成的，更像是某种古代生物的化石，但它们到底是什么呢？

△ 欧文·欣克利·巴伯

第一个被这种岩石吸引的人是美国地质学家兼古生物学家欧文·欣克利·巴伯，他在1891年聘请一群工人去挖掘这些岩石，并开始研究它们。

1892年，巴伯将这种石头命名为Daimonelix（希腊语中为“恶魔的螺旋”之意），并对其进行了初步描述。

Daimonelix出现在细粒砂岩中，该地层形成于中新世，距今约2000万至2300万年。

当时的学者认为细粒砂岩的形成是因为那里古代是一个湖泊，泥沙在湖底沉积，最终形成了这种岩层。

所以，巴伯最初认为这些石头是某种水生生物的化石，他最初将它们描述为某种海绵的化石。

毕竟海绵的形状从来都不是固定的，它们可以拥有各种奇形怪状的样子，出现螺旋状也不是不可能。

但是，很快地质证据就表明这里古代其实是一个半干旱的草原，之所以会有类似湖底泥沙沉积的特征，是因为在旱季时，风将沙粒堆积在那里导致的。

于是，巴伯调整了自己的描述。他发现化石切片的“外壁”上有大量的植物细胞和根系纤维组织，根据这些发现，他坚信这是一种拥有巨大垂直螺旋根系的未知史前植物，或者是某种藤本植物。

不过，当越来越多人研究了这种化石之后，不同的观点便出现了。

美国传奇古生物学家爱德华·德林克·科普第一个驳斥了巴伯的观点，他指出这些石头很可能是某种大型啮齿动物洞穴的铸型化石。

不久之后，另一位美国古生物学家奥拉夫·彼得森也给出了类似的答案，他在研究一些Daimonelix标本时，发现有一些标本中包含一种古代啮齿动物——古河狸（Palaeocastor）的骨骼。

所以，他支持科普的观点，认为这就是古河狸的洞穴。

古河狸与今天的河狸有很大的不同，它们的生态位类似今天的黑尾草原犬鼠，体型比黑尾草原犬鼠大一些，但比今天的河狸小很多。

△ 古河狸

另外，古河狸和许多较早期的河狸科物种一样，它们是穴居动物，而不是半水生的动物。

即便如此，巴伯依然坚定认为自己的观点是对的，认为古河狸洞穴化石是无稽之谈。

直到巴伯去世，Daimonelix到底是古河狸的洞穴，还是某种植物的化石，还没有定论。

事情的转折点发生在1977年，这个时候距离Daimonelix首次描述已经过去了85年。

这一年堪萨斯大学的化石哺乳动物专家拉里·马丁在《古生态学》上发表了一篇文章，用无法反驳证据证实，Daimonelix确实就是古河狸的洞穴。

△ 古河狸的门牙

马丁发现，已灭绝古河狸的门牙与Daimonelix填充物上的凹槽完美吻合，古河狸还留下了爪印，只是爪印通常仅限于洞穴的侧面和底部。

另外，他还发现，螺旋体不是洞穴的全部，螺旋体只是洞穴向下延伸的部分，这是洞穴的入口部分。

到了螺旋体的底部，古河狸便会开始以30度的倾角斜向上挖掘，有时可延伸至约4.6米长，这部分洞穴是河狸居住、哺育后代的地方。

之所以古河狸要将洞穴入口挖掘成螺旋状的样子，现在也已经有了答案，是因为这样的设计有助于保持洞穴内的湿度，以及温度调节。

至于巴伯在这些化石上观察到到的植物组织是怎么回事，那是因为洞穴内部的湿度较高，植物的根系倾向于向洞穴内部生长，导致洞穴壁上出现了大量的植物根系，当洞穴变成化石的时候，就像是一个主根系向外生出许多小根一样。

您可能还会好奇，洞穴怎么会变成化石呢？

其实原因很简单，当时该地区是一个半干旱的草原，旱季风沙很容易就填充那些废弃的洞穴，将洞穴结构完整地“拓印”下来。

而植物的根系是洞穴矿化的关键，洞穴中的那些根系被风沙填充之后，完全符合变成化石的条件，在雨水日复一日的浸透下，二氧化硅开始填充失活植物根系的缝隙，最终形成化石。

在漫长的地质演化中，由于洞穴内部高度硅化，其硬度远高于周围未经充分胶结的火山灰土层，于是就有了我们今天看到的样子。

很难想象一个洞穴会以化石的形式保存下来，更难想象得是，古代有河狸喜欢挖掘这种螺旋状的洞穴，有时候真的会为大自然的神奇感到惊讶万分。

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