文/半月談記者岳冉冉 圖片提供/云南大學古生物研究重點實驗室
一個偏居我國西南邊陲的實驗室,卻在國際古生物學界有著極高的知名度和學術(shù)影響力。在這里,化石研究已打開一個“三維世界”,研究可以深入到距今5.2億年前古動物的神經(jīng)……這個實驗室的主人,就是把“澄江動物群”寫進生物演化史冊的云南大學古生物學研究團隊。他們的科研成果不止一次登上《自然》等頂級學術(shù)期刊,讓世人矚目。
時間回到1984年7月1日。35歲的侯先光拿著榔頭爬上了云南玉溪市澄江縣郁郁蔥蔥的帽天山。他在山石中敲啊敲,忽然,一個5分硬幣大小的白印狀化石出現(xiàn)在他眼前。侯先光眼睛直了,下意識地念叨:“這是5億多年前的東西!”石頭上的動物有頭有尾,正是納羅蟲。
侯先光從沒想過能在亞洲大陸發(fā)現(xiàn)納羅蟲,他更沒有想到,這一榔頭敲開了一個世界。隨后的歲月里,他在帽天山挖出了數(shù)萬塊化石。澄江動物群就這樣走進了古生物學的視野,走上了國家自然科學獎一等獎的領獎臺,走向了生物演化的教科書。帽天山化石地也因此入選世界自然遺產(chǎn)。
作為學界公認的“澄江動物群之父”,侯先光的工作并非挖石頭那么簡單。他描述了該化石群絕大多數(shù)動物新屬種,發(fā)表相關(guān)研究論文100余篇,多篇刊載于《自然》《科學》,還寫出了5部英文專著。侯先光的探索,讓國際古生物學界認識到,5億年前地球生命的“寒武紀大爆發(fā)”,有壯闊的一幕發(fā)生在中國這片神奇的土地上。
大約5.2億年前,寒武紀的地球發(fā)生了一場震撼人心的巨變。今天地球上90%以上的動物門類都在當時短短幾百萬年里相繼起源、出現(xiàn)。節(jié)肢、腕足、脊索動物等一系列與現(xiàn)代動物形態(tài)基本相同的動物“集體亮相”,形成了多種門類動物同時存在的繁榮景象。到今天,全球范圍內(nèi)只找到三個寒武紀大爆發(fā)的完整化石群,分別位于澳大利亞南部、加拿大落基山脈,以及中國澄江。
2001年3月,侯先光創(chuàng)立了云南大學澄江動物群研究中心。2004年5月,云南省古生物研究重點實驗室在云南大學成立,他任實驗室主任。云大古生物學研究團隊正式成軍。
“這是‘云南蟲’,其軟軀體化石是所有化石里最珍貴的,誰能想象5億多年后,我們還能在化石里看到它的脊索、腸道和腮弓,甚至生殖腺?這是‘九眼精靈’,可能是世界上最早用腿走路的動物,從頭到尾有九對骨板,像九只眼睛。這是‘林喬利蟲’,外形如蝦,今天有科學家認為它是蝦的祖先……”說起團隊發(fā)現(xiàn)的250余個古生物物種,侯先光如數(shù)家珍。
如今,80后教授劉煜成了實驗室的新“管家”,接過了主動讓賢的侯先光先生的接力棒。
在德國深造多年,入選中組部“青年千人計劃”,劉煜面前的選擇很多。但這位年輕的教授卻在2016年義無反顧地選擇了云南大學。兩年后,他就擔起了實驗室常務副主任的擔子,主持日常工作。
在劉煜帶領下,實驗室依舊碩果累累,在全國高校同類研究機構(gòu)排名中穩(wěn)居前十。2016年度中國古生物學十大進展云南大學有2項入選,是除中國科學院外入選成果數(shù)最多的機構(gòu),其中一項就是劉煜領銜團隊的成果。
劉煜等海外歸國人才給實驗室注入了新鮮血液,也把國際上最新的研究技術(shù)引入澄江動物群的研究。熒光顯微鏡、電子掃描顯微鏡、顯微CT……特別值得一提的,是掀起化石觀測“革命”的顯微CT技術(shù)。
“相比咱們熟悉的檢查疾病的醫(yī)用CT,顯微CT的精度要高出數(shù)十倍。借助它,可以實現(xiàn)化石的三維重建。”劉煜說。
中華微網(wǎng)蟲
澄江化石群眾節(jié)肢動物林喬利蟲成蟲(A)和體長2毫米幼蟲(嵌入圖)
澄江東龍?zhí)敦?/p>
長形澄江蝦
過去,老一輩古生物學家要想看清化石細節(jié),得用放大鏡乃至高倍顯微鏡配合鋼針一點點摳,不僅辛苦、費眼,還會在一定程度上破壞化石。借力顯微CT掃描,不僅可以觀察到動物“深藏不露”的精細構(gòu)造,還能最大程度地保護化石完整性。
僅兩毫米長的澄江節(jié)肢動物幼蟲,在顯微CT掃描下,腿肢上微米級別的剛毛都清晰可見,腹腔內(nèi)的軟體結(jié)構(gòu)也映入眼簾?!斑@才能把所有保存在化石內(nèi)部的信息都提取出來,我們對古生物的認識才能夠真正豐富而立體。”劉煜說,正是憑借顯微CT技術(shù),云大古生物學團隊率先發(fā)現(xiàn)了已知最早、最完整的動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
在侯先光、劉煜兩代科學家的引領下,更多不同學科背景的年輕人加入到實驗室?!肮派飳W因其交叉性,特別需要多元領域的專業(yè)人才支持?!眲㈧险f。
金承勝是團隊中的新人,2017年7月從中國地質(zhì)大學畢業(yè)后加入實驗室。
良好的平臺和寬松的科研環(huán)境是金承勝選擇云大的原因?!皩嶒炇因懵暫?nèi)外,研究人員可以自由探索課題、自主支配時間,我很喜歡?!毙〗鹛寡?。
金承勝難忘侯先光對他的一次點撥?!拔易x侯老師論文時發(fā)現(xiàn)了‘化石缺鈣’這個提法,覺得很有趣,就去請教他。他告訴我,幾乎所有的露頭澄江化石都缺鈣,這可能與它們遭受的后期風化有關(guān)。侯老師鼓勵我去研究鉆孔樣品中的澄江化石,因為它們沒有受到后期風化的影響。”小金至今感念侯先光不經(jīng)意間為他打開了一片學術(shù)天地。
循著興趣,金承勝從風化追溯到化石的整個礦化期。他發(fā)現(xiàn),澄江動物群的礦化主要以黃鐵礦化為主。古海洋學專業(yè)出身的小金想到,不同形態(tài)的黃鐵礦代表了不同的古海洋化學環(huán)境,那么澄江化石群礦化的差異性應該與當時古海洋化學狀態(tài)有關(guān)。
“未來,我想研究古海洋化學狀態(tài)對澄江動物群的影響。我覺得這會是澄江化石研究一片引人入勝的新天地?!苯鸪袆僬f。