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在地球古老的黑色岩层中 ， 经常可以看到特殊的一类动物化石 ， 它们外形很像铅笔在岩石层上书写的痕迹 ， 这是因为这种化石常因升华作用而保存为碳质薄膜 ， 在岩层上神似象形文字 ， 因此科学家把这类化石命名为笔石 。
拥有笔石状化石的生物是一类生活在5亿多年前至3亿年前的奇异海洋动物——笔石动物 ， 它们如今已经灭绝 。
第一块笔石化石发现于18世纪 ， 谁也不知道它们是怎样的一类生物 ， 有人认为它们是地衣、苔藓植物或藻类 ， 也有人认为它们是软体动物或是与珊瑚同属的腔肠动物 。
直到1865年 ， 科学家才真正地确认笔石是一类完全不同于其他生物的群体动物 ， 是一个单独的动物门类 。
【4亿年前，留在岩石里的“铅笔印”，是谁的手笔？】
古生物学家们通过对其化石深入细致的研究 ， 认为笔石和现代海洋中的杆壁虫在外形、器官特征和超微结构等方面有许多相似之处 ， 属于半索动物 ， 因此将笔石单独列为一个纲——笔石纲 。
笔石动物的生活开始于一个叫“胎管”的圆锥体（从卵孵出时的原始房室） ， 从胎管生长出一些分叉或不分叉的枝 ， 每一个枝上通常都含有一系列排列整齐、形态相近的管状体 ， 称为“胞管” ， 笔石的虫体就住在“胞管”中 。 “胞管”的形状变化很大 ， 有直的、弯的、卷曲的、喇叭状的、角状的……
许多胞管接连生长便形成长条形的笔石枝一个或多个笔石枝组成一个笔石体 ， 一个笔石体上寄居着成千上万个笔石单体 ， 类似于一个蜂巢 。
笔石体的分叉形式和空间排列格局大多不一样 ， 使得不同类型的笔石不仅大小差异悬殊（大的长达2米以上 ， 小的则只有1毫米） ， 形态差别也很大 ， 有的呈树状 ， 有的似网兜 ， 有的如张开的弓 ， 有的像展翅飞翔的大雁 ， 但最奇异的还要数那些表面布满各种网眼、中间围成一个空腔的网兜状的细网笔石 。
笔石动物最早出现于古生代寒武纪中期 ， 群体性生活在海洋 。 这个时期的笔石动物以底栖的树形笔石类为主 ， 比较原始 ， 演化速率相对较慢 ， 它们像一棵树一样 ， 固着在海底 ， 然后向上生长 ， 依靠笔石虫体的触手摆动 ， 滤食海水中悬浮的有机物 。
可能是由于海底水流的冲击使藻体破碎 ， 让一部分藻类漂浮起来 ， 固着其上的笔石也随之漂浮起来 ， 从此一部分笔石从底栖生活变为浮游生活 。
由于浅层海洋比海底中含有更高的氧气浓度以及营养物质 ， 漂浮在海面上的笔石动物接触更多的氧气和营养物质之后 ， 在新的生活环境中适应了新的生活方式 ， 笔石体本身的结构也相应地发生变化 ， 如根茎退化 ， 分枝次数减少 ， 笔石枝变细 ， 笔石体也变小 ， 于是形成了正笔石式树形笔石 ， 开始随波逐流的漂浮生活 。
生存策略的改变导致笔石动物从此开始了快速演变的演化之路 。
在奥陶纪生物大辐射时期 ， 漂浮生活的笔石动物群的主体达到鼎盛时期 。在当时绝大部分是处于深海的环境 ， 海底大多缺氧而不适合底栖动物的生长 ， 相反、海水上层却很适合漂浮为生的笔石生长和大量繁衍 ， 成为当时海里一大奇观 。
这种随波逐流的生活方式让笔石动物广泛分布 ， 大量繁殖 ， 加上它演化比较快 ， 成为奥陶纪至早泥盆世的重要标准化石（标准化石是指分布广、数量大 ， 在某一地层单位中特有的生物化石 ， 该层以上和以下的地层中基本上没有这种化石 ， 能确定地层地质时代的化石）常用它来确定地层时代和进行各个地区的地层对比 ， 科学家能够根据发现的笔石的种类判定其他海洋生物化石的年龄 。
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