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古生物學(xué)家徐星:尋找億萬年前的恐龍族群

2019-09-10 07:22胡周萌
人民畫報 2019年4期
關(guān)鍵詞:化石鳥類恐龍

胡周萌

在古生物研究的圈子里,徐星的名字誰都不會陌生。2012年,英國《自然》雜志曾這樣評價他:“徐星革新了恐龍進(jìn)化研究,幫助中國成為古生物學(xué)的動力室。他已經(jīng)給60多個物種進(jìn)行了命名,比今天其他任何一個在世的脊椎動物古生物學(xué)家所命名的都多?!?/p>

徐星與古生物研究的緣分始于偶然。他1969年出生在新疆伊犁,少年時代常夢想成為物理學(xué)家,18歲考入北京大學(xué),因為可供選擇的專業(yè)有限,被分配到古生物學(xué),畢業(yè)后保送到中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(簡稱為中科院古脊椎所)。求學(xué)期間,徐星曾動過轉(zhuǎn)專業(yè)讀經(jīng)濟(jì)學(xué)的念頭,還自學(xué)過一段時間計算機(jī),直到研究生三年級真正接觸恐龍化石,研究古生物的興趣種子才終于降落在他內(nèi)心,開始發(fā)芽。

“先結(jié)婚,后戀愛。”徐星這樣形容自己科研事業(yè)的起步?!罢嬲度胙芯亢笪也虐l(fā)覺,看化石、看標(biāo)本、寫論文其實挺有意思的?!贝撕蠖噍d,他的人生與相隔億萬年的恐龍族群密切交織在一起。

尋寶無人區(qū)

徐星說自己是個好動的人,一年到頭泡在辦公室或?qū)嶒炇业墓ぷ鞑贿m合他。好在恐龍研究是門“動靜結(jié)合”的學(xué)問,既要在顯微鏡前觀察化石,在電腦前分析數(shù)據(jù)、寫論文,也要走近自然、采集化石。

從20世紀(jì)90年代末開始,徐星幾乎每年都組織隊員去野外考察,足跡跨越了新疆、東北三省、內(nèi)蒙古、河北、山東、云南和湖南等地。他們到的大多是沙漠戈壁地區(qū),采集周期最長達(dá)到70天,短也要幾個星期,隊伍規(guī)模多則二三十人,少則十幾人,采集區(qū)域大到幾十平方公里,小到僅幾十平方米。支起幾頂帳篷就是野外營地,隊員們吃喝拉撒睡都在營地解決。有時營地離水源地幾百公里,全靠汽車每周外出一次,運(yùn)輸生活物資。據(jù)徐星回憶,早年在野外曾連續(xù)行走20余天,襪子因為攢了太多鹽和塵土,竟然硬得可以“立起來”。

在沙漠戈壁地區(qū),野外隊員常常頭頂烈日,每天行走二三十公里。翻車、毒蟲咬傷,各種事故風(fēng)險暗藏途中。在新疆準(zhǔn)噶爾盆地,徐星經(jīng)歷了一次驚險—載著他和另外兩名外國科學(xué)家的汽車從山坡上駛下來,不到半小時,剎車管就斷了?!靶液卯?dāng)時我們已經(jīng)到達(dá)山下,如果提早30分鐘丟了剎車,后果不堪設(shè)想。”

如果說艱苦的工作環(huán)境尚可忍受,漫長枯燥的勞動之后卻沒有收獲,這樣的科考結(jié)果實際上更考驗人的意志。雖然研究者會根據(jù)地質(zhì)條件和已有研究的分析和判斷來進(jìn)行野外考察選址,但挖掘化石的過程仍然充滿了不確定性。徐星坦言,在歷次野外采集中,至少有三分之一沒有發(fā)現(xiàn)具有明顯研究價值的化石。

但徐星仍是幸運(yùn)的。在前人未有收獲的地方,他的團(tuán)隊常能找到重要的化石標(biāo)本。例如在國內(nèi)外多個考察隊工作過的內(nèi)蒙古二連浩特,徐星團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了四個恐龍新屬種,其中二連巨盜龍被美國《時代》雜志評選為2007年度世界十大科技發(fā)現(xiàn)之一。

“有些發(fā)現(xiàn)非常偶然,但如果不堅持去野外,偶然就不會發(fā)生?!?/p>

徐星采集過體積最小的恐龍化石是散落在地表的小牙齒,小到肉眼無法看清。在微體化石較多的區(qū)域,野外隊員通常伏在地面尋找,“腦袋、眼睛都快貼著地了”。論體積龐大的化石,徐星曾采集到一個蜥腳類恐龍化石,包裹著化石的巖石單個重達(dá)六、七噸?!澳莻€化石還不完整,完整的話,光龍的脖子就接近15米長?!?/p>

年輕時,徐星每年總要在野外度過三、四個月。伴隨著收獲恐龍化石的喜悅,他的身體也不斷損耗,膝蓋和腸胃都落下了毛病。一次在野外搬運(yùn)重達(dá)50公斤的石膏袋子時,徐星不慎嚴(yán)重扭傷腰部,至今未痊愈。盡管如此,這位50歲的古生物學(xué)家依然無法抗拒大自然的吸引力,野外考察仍是他每年的必備工作項目。他知道,自己內(nèi)心最渴望回答的那些研究問題,只有在恐龍曾經(jīng)生活過的地方才能找到答案。

“恐龍從來沒有滅絕”

挖掘化石、找到研究材料只是古生物研究的第一環(huán)?!坝辛嗣?,做成怎樣一鍋飯?解釋資料和數(shù)據(jù),得靠科學(xué)家的思維和訓(xùn)練?!痹谛煨茄劾?,做科研就像“打游戲”—發(fā)現(xiàn)有意思的問題,然后解決它—而他投入心力最多的“關(guān)卡”,無疑是對鳥類起源問題的研究。

早在1868年,英國博物學(xué)家赫胥黎就提出鳥類可能演化自恐龍。一個多世紀(jì)過去,直到徐星參加工作的1995年,雖然恐龍起源假說已成為學(xué)術(shù)界的主流假說,但依然存在諸多質(zhì)疑。例如:始祖鳥生活在約1.5億年的晚侏羅世,而當(dāng)時發(fā)現(xiàn)的似鳥恐龍化石卻都出現(xiàn)在始于1.45億年前的白堊紀(jì);似鳥恐龍有三個手指,化石證據(jù)顯示它們是退化掉外側(cè)的“無名指”和“小拇指”剩下的,而現(xiàn)代鳥類胚胎發(fā)育學(xué)研究認(rèn)為,鳥的手指是退化掉最內(nèi)側(cè)的“大拇指”和最外側(cè)的“小拇指”剩下的。

“對科學(xué)研究來說,回答質(zhì)疑的最好辦法就是找到更多證據(jù),做更多分析?!苯?jīng)過多年野外考察,徐星團(tuán)隊不僅找到了比始祖鳥生活時期更早的侏羅紀(jì)時代似鳥恐龍的化石,還發(fā)現(xiàn)了令人驚喜的泥潭龍化石。對泥潭龍化石的研究顯示,恐龍在進(jìn)化中丟失的不是外側(cè)兩個手指,而是“大拇指”和“小拇指”,因此似鳥恐龍其實有著和現(xiàn)生鳥類一樣的中間三個手指。

過去20余年里,徐星一直努力厘清鳥類與恐龍之間千絲萬縷的聯(lián)系。隨著重要化石不斷在全國各地被發(fā)現(xiàn),恐龍演化成鳥類的大致框架得以逐步建立。

2000年,徐星和周忠和院士等在遼寧西部發(fā)現(xiàn)了小盜龍化石。小盜龍腳的形狀、腳趾的長度、爪子的彎曲度都與部分生活在樹上的鳥相似。隨后幾年發(fā)現(xiàn)的小盜龍化石顯示,小盜龍的羽毛結(jié)構(gòu)是不對稱的,這恰好符合飛行能力強(qiáng)的鳥類的特點(diǎn),而且它的羽毛不僅分布在前肢和尾巴上,還分布在后肢上,即小盜龍長了四個翅膀。隨后十幾年,在遼寧、內(nèi)蒙古和河北發(fā)現(xiàn)的諸多化石顯示,很多其他的恐龍,甚至一些早期的鳥類,也有類似四個翅膀的身體結(jié)構(gòu)。

“恐龍開始是在地面生存,后來其中一支轉(zhuǎn)移到了樹上,然后演化出了四個翅膀,隨著前面的翅膀越來越發(fā)達(dá),后腳上的翅膀慢慢退化,最終變成了我們今天熟悉的鳥類。”徐星解釋道,“用句通俗的話說,恐龍從來沒有滅絕。”

知識在流動

“缺乏信息是科研最大的障礙。”徐星回憶說,“20世紀(jì)60、70年代,國內(nèi)古生物研究的能力和方法總體上比較落后。改革開放以后,尤其是互聯(lián)網(wǎng)的使用給科研人員打開了一扇窗,共享國外的研究方法和成果容易了很多,國內(nèi)的研究速度也有了很大的提高?!?/p>

20個世紀(jì)90年代中期,徐星自己掏錢安裝了一個可以撥號上網(wǎng)的“貓”,開始給國外學(xué)者寫電子郵件,或請求提供文獻(xiàn),或希望解釋科學(xué)概念和方法,或請教對自己論文的評論意見。美國華盛頓大學(xué)的古生物教授詹姆斯·克拉克是最早給他回信的學(xué)者之一。

“當(dāng)時我和導(dǎo)師趙喜進(jìn)一起研究鐮刀龍類‘峨山龍’的化石材料,那時學(xué)界一般認(rèn)為鐮刀龍類生活在白堊紀(jì),而這個化石卻顯示鐮刀龍類最早出現(xiàn)在侏羅紀(jì)?!毙煨钦f,“克拉克給了我新的啟發(fā),他認(rèn)為這個發(fā)現(xiàn)可以用來探討鳥類起源問題。這個化石雖然不是強(qiáng)有力的證據(jù),但也能說明在侏羅紀(jì)似鳥恐龍是可能存在的?!?/p>

這項研究的論文后來發(fā)表在美國《古脊椎動物學(xué)報》和英國《自然》雜志,成為了徐星第一份重磅研究成果。此后,克拉克也成為徐星結(jié)誼多年的研究伙伴。自2000年以來,他們幾乎每年都一起去野外考察。

“我們?nèi)ミ^新疆、內(nèi)蒙古,他和當(dāng)?shù)毓派飳W(xué)者的關(guān)系都很好?!笨死苏f,“徐星對恐龍化石有著不懈的追求,而且他對解剖恐龍化石非常在行?!?/p>

“關(guān)于生物進(jìn)化的問題,全世界都很關(guān)注?!毙煨钦J(rèn)為,“古生物學(xué)不是實用性強(qiáng)的學(xué)科,但不把實用當(dāng)目的,找到未知世界的可能性反而更大?!?/p>

這些年,徐星赴美國、英國、阿根廷等多個國家參加學(xué)術(shù)會議,共發(fā)表中、英文學(xué)術(shù)論文近250篇。“科學(xué)的一個基本特征就是要公開發(fā)表論文,讓同行來評議。”

在徐星看來,知識不應(yīng)停留在學(xué)術(shù)圈內(nèi),也要向公眾傳播。他積極籌建內(nèi)蒙古二連盆地白堊紀(jì)恐龍國家地質(zhì)公園、山東諸城白堊紀(jì)恐龍國家地質(zhì)公園、新疆昌吉恐龍館等多個自然博物館,參與錄制電視臺和電臺的科普節(jié)目,勤寫科普文章,《飛向藍(lán)天的恐龍》一文還入選了人教版小學(xué)語文課本。徐星尤其樂于給小朋友做恐龍科普,分享探索自然奧秘的樂趣。走進(jìn)他在中科院古脊椎所的辦公室,目光很容易被立柜一側(cè)密密地貼著的幾封筆跡稚嫩的信件吸引,那些信里都是孩子們親切的問候和充滿好奇心的提問。

“科學(xué)家喜歡發(fā)問,小孩也是如此。孩子的潛力是無窮的,他們的能力可能超出我們的想象?!?/p>

(本報道未署名圖片由徐星提供)

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