古生物研究在很多人眼里有点专业、高大上,换个话说,可能不太接地气。但是,南京有一位年轻的古生物化石研究人员非常地接地气,老是有出圈的成果。比如说,在贵州发现6亿年前的“海绵宝宝”,重构笼脊球标本的立体结构。在他眼里,做古生物研究就像开盲盒,盲盒里头藏着各种神奇的答案。今天,咱们就跟他一起去开开盲盒,万一有惊喜呢。
一粒沙里可能有什么?可以是未解之谜,是动物起源,也可以是几亿年的时光。
殷宗军,中国科学院南京地质古生物研究所研究员,在这些来自贵州的沙子里寻找化石,打捞沉寂六亿年的动物痕迹。他工作十年,看沙子看了十年。
中国科学院南京地质古生物研究所研究员殷宗军说:“我们研究的事情其实就是回答几个问题,其中就是我们是谁,我们究竟从何而来。这些生命怎么样演化一步一步到了今天我们现在这个状态。”
150多年前,达尔文曾提过这样一个难题——绝大多数现代高等动物的祖先,在5.41亿到5.18亿年前的寒武纪早期,以大爆发的形式纷纷亮相。然而寒武纪之前地球的漫长历史中,却缺乏与动物相关的化石记录。“达尔文之困”吸引殷宗军闯进了古生物学大门。求学阶段,他选择了贵州瓮安生物群作为研究对象。
殷宗军说:“瓮安生物群的好处是它的埋藏非常特别。化石大部分的时候,我们的理解就是压扁了或者是骨骼之类的。瓮安生物群的化石没有骨骼,也没有被压扁。它三维立体的保存的是细胞级别的结构,能够找到很多关于发育生物学的信息。”
在古生物界,5.7亿年前的动物化石已经很是少见,而贵州瓮安生物群的动物化石距今有大约六亿年历史。2006年到2010年,殷宗军跟随导师采集了大量化石材料,但却苦于技术限制无法看清这些化石的内部结构。
殷宗军说:“我在不停地出野外收集材料,找到了很多化石,但是我们打不开这个‘盒子’。就是‘盲盒’已经在你手里面,而且你有非常充足的信心,这里面一定有你要的,但是你开不开这个‘盲盒’。”
欧洲同步辐射光源可以为化石做CT,不需要破坏化石标本就能看清楚内部结构。这一科研装置面向全世界24小时开放。2010年,殷宗军带着几千枚标本,到欧洲做了一年访问学者。但是,大多数时间,他每次只能申请到一两个小时设备使用时间。
殷宗军说:“我记得有一次我的合作导师他跟我说,宗军这个周末你很幸运,没有人做实验,他说实验室都给你了。我星期五晚上进去的,熬通宵。到星期六晚上的时候完全不能熬了,但是这个机时(设备使用时间)都给了你了,我不想浪费。每一次实验的扫描的过程大概有30分钟的时间,拿一个闹钟在旁边定一个30分钟,我就赶紧眯一会,30分钟闹铃一响就起来干。到了星期天的时候,闹钟都叫不醒你了。”
那一年,他扫描了大量的胚胎状化石,有了多项宝贵收获。但是,样本不计其数,总不能每次都跑到欧洲用别人的实验室去扫描化石。2012年到2015年,殷宗军在南京古生物研究所支持下,建成了化石显微“CT”实验室,为后续的科研提供了有力支撑。即使这样,要想在几吨材料中,逐一打开比沙子还要小的“盲盒”,过程漫长而枯燥。
殷宗军说:“有一次,我准备了100个样品一个一个扫描。每个用时两个小时到六个小时,不同的标本用时不一样。100个标本扫完,没有一个样品有用。为什么没有用,里面的结构烂掉了。但是,手边还有最后一个化石。我说与其都已经扫描了100个,算了,这个也继续扫了。当时眼前一亮,唯一一个保存内部细胞结构的化石就是那最后一个。”
它叫瓮安旋孔虫,于2020年被证实是动物的单细胞近亲,这对理解第一个动物究竟从何而来,提供了重要的化石信息。而从瓮安生物群中发现6亿年前的原始海绵化石,殷宗军和团队用了整整八年时间。
殷宗军说:“海绵是所有的动物里面最早从动物祖先分支出来的,那个时候(6亿年前)的海绵应该是最接近动物的共同祖先。所以,我们看到它的样子,能够为我们理解最早的动物长什么样提供了一个非常重要的证据。”
这个迄今全球最古老的保存了细胞结构的海绵动物实体标本,将海绵动物在地球上出现的实证记录从寒武纪向前推进了大约6000万年,表明贵州可能是地球上最早出现动物的地方之一。这些发现,都让殷宗军离动物演化的真相越来越近,离达尔文之困的谜底越来越近。2021年7月21日,我国第一批月球科研样本发放仪式在北京举行。殷宗军代表中科院南京地质古生物研究所领回三份月壤。团队经过几个月攻关,不断解决技术难题。
殷宗军说:“把最珍贵的样品给了你,你肯定要发挥你的技术专长,不辜负这样一个时代,不辜负国家。我科研生涯的十年恰好赶上了最好的十年,我明显地感受到国内的整个科研环境的变化。以前很多技术我们没法做的只能去国外,但是现在我们能够自主去做这些实验了,而且我们还能够建一些好的技术方法给国际同行提供很多帮助。现在已经有国外的同行到我们这里来做实验了,这是一个巨大的区别或者说反差。”
月壤和贵州瓮安生物群的探索还在继续。6亿年前这颗蓝色星球上波澜壮阔图景,正在由今天的一粒粒微尘来拼凑。在时间的尺度里,殷宗军知道,令他着迷的答案或许穷尽一生都无法得到。但有人奔赴未来的星辰大海,同样也需要有人去探究远古的浩渺真相。有了穿行在过去与未来的人,才有解答“从哪里来,向何处去”的那一天。
殷宗军说:“我们在这种辽阔的时空尺度里面,我们认识到了人类自己本身的渺小。人类的伟大之处就在于认识到自己的渺小,依然义无反顾地去绽放自己的光和热。在一颗悬浮的尘埃之上,用尽全力开放出最美丽的花。这个是人类的文明,包括我们做的所有的工作的意义所在。”
(姜超楠 王苗军 报道)
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