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探索生命演化的奥秘

2006-04-20 来源:光明日报 作者:本报记者 冯永锋 我有话说

群体档案在国家自然科学基金的支持下,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所“热河生物群研究”创新研究群体,立足于我国,特别是冀北、辽西地区的化石资源优势,分别以中生代晚期侏罗纪―白垩纪之交的热河生物群的各个脊椎动物门类以及相关生物地层为对象,在各自的研究方向上作出了突出的成绩。群体成员包括:周忠和、王元青、张江永、金帆、张福成、徐星、汪筱林、王原、胡耀明、刘俊、李淳。

“鸟”和“恐龙”的互补与启发

一位巴西合作者的学生画的两只长着羽毛的恐龙。

记者到中科院古脊椎动物与古人类研究所采访时,周忠和等人刚刚从辽西热河生物群的一个化石点考察回来。对于“热河生物群”,国内外科学家已经研究了近一百年,但是过去研究点较单一,偏向于古鱼类和无脊椎动物,从上世纪八十年代开始,随着一些鸟类化石的发现,热河生物群的研究变得既全面又深入。

群体现在有十来个人,每个人的研究方向各有侧重。周忠和介绍说:“我们这个团队是自然形成的,大家方向基本相同,研究领域能够互补,所以讨论起来很容易”。正是这种各有侧重让互相启发的可能性达到最大。周忠和当前主要研究鸟,而徐星主要研究恐龙。“我们经常在一起讨论,结果发现,团队里的人各有侧重比较好,这样大家能够互相启发。比如我们都支持鸟类起源于恐龙的假说和鸟类起源的树栖说。”

徐星介绍,过去的化石证据表明,恐龙是一种很好的奔跑动物,包括距今1亿4千万年前左右的始祖鸟,也被一些学者认为是比较好的奔跑动物。于是就有很多人支持这种假说―――恐龙是在跑着跑着就飞上了天。周忠和说:“但是还是有人(比如我们两个)愿意接受“树栖说”,即恐龙先爬到树上,利用重力或者自身能力从这棵树往另外一棵树跳跃,这样就有一个降落的过程;这种过程持续反复,滑翔的能力越来越强,它拍拍前肢,把降落过程延长一下,变成滑翔;在这一缓慢的过程中,恐龙长出了真正的羽毛,学会了飞行。但这种假说,化石证据很少,必须找到树栖的具有飞行特征的恐龙化石。我们发现:确实有些恐龙是树栖的,它们生活在树上,可能为了捕食,可能为了躲避敌害,也可能恐龙自身演化出了这样的支系。在树上生活的过程中,恐龙完善了支持飞行的身体结构,慢慢变成了我们了解的鸟类。”

野外发掘的感慨

这些年大型的野外发掘工作几乎都是汪筱林负责的。“古生物学与古地质学密切相关,尤其是地层的问题,需要地质学上有力的证据,否则容易把研究引入歧途,引起过多无谓的辩论,有了他就好办了。”

热河生物群是个广泛的地域概念,“势力范围”至少几万平方公里,内蒙古、河北、辽宁等地都有化石分布。由于当地一些法律意识淡薄的人的疯狂盗抢式发掘、肆意拼贴和造假,研究人员要想在辽宁北票、朝阳等地区的化石富集区获得材料相当困难。周忠和说:“地球上只有极少数的演化证据能有幸作为化石保存下来,保存下来的化石材料只有极少数能够有幸露出地表,能够露出地表的只有极少数的能够到达科学家手里,而拿来做研究的材料信息又只有极少数能够被准确释读。我们每天都在担心,生怕某块好材料又被化石贩子们毁坏了。”

为了拿到更多的材料,汪筱林他们每年都有三四个月的时间进行野外发掘。“我们非常希望能买断或者划出几块面积专供科研之用,但是到现在都没有如愿。我们经常被当地化石保护区的工作人员当成‘盗抢化石分子’,有时人被抓走,有时车被砸坏,必须耗费相当多的精力才能够展开一点点发掘工作。”汪筱林颇有感触地说。

好材料需要好的理论基础

“对待化石材料,我们必须进行大量的精细观察和研究。化石材料身上携带的信息表面上看很简单,多半时候只有骨骼,但就在这简单的‘石化骨’中,无数的信息向外辐射,从化石中发现并阐释进化论的各种证据非常重要。发现具有偶然性,但阐释出进化论的证据必须在一定的理论指导下,需要深厚的理论基础。

除了追寻进化的实证外,我们的还有一项重要的任务,就是常常在科学普及中扮演重要的角色。人们往往希望通过我们的研究复原历史的真相,而现在由于材料稀缺,大量的链条都需要富有说服力的补充。

周忠和的桌上放着一张照片,上面画着两只长着羽毛的恐龙。那是一位巴西合作者的学生画的。周忠和说:“针对这种长着翅膀的恐龙,就有不同的说法。我们认为是进化的结果,当成鸟类的恐龙起源说的重要证据;有人则认为是退化的结果,认为是一些鸟由于不再需要飞行了,身上的羽毛逐步褪化。生命演化的奥秘正呼唤着我们去探索。” 

汪筱林(左)与周忠和(右)在辽宁北票四合屯化石点发掘化石。

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