古生物学这一高冷专业乐趣在哪里?戈壁几块碎化石便引出翼龙重大发现!
2018-09-30 10:44:29   来源:化石网   评论:0 点击:

古生物学这一高冷专业乐趣在哪里?戈壁几块碎化石便引出翼龙重大发现!(化石网报道)据北京晚报(蔡文清):几年前,一个人的毕业照 让北京大学2010级古生物专业学生薛逸凡走红网络,也使得原本默默无闻的古因


古生物学这一高冷专业乐趣在哪里?戈壁几块碎化石便引出翼龙重大发现!
 
(化石网报道)据北京晚报(蔡文清):几年前,“一个人的毕业照” 让北京大学2010级古生物专业学生薛逸凡走红网络,也使得原本默默无闻的古因为飞行的需要,翼龙的骨骼在演化过程中变得纤细而中空,很难保存,因此翼龙化石在全世界范围内都十分稀少。而翼龙蛋和胚胎化石则更加罕见,关于翼龙胚胎发育和生殖策略等生物学问题一直很难被解释。专业进入大众视野,从事这一高冷的专业到底有什么乐趣?古科考队无疑是非常幸运的,茫茫戈壁给了他们取之不尽的翼龙化石。

2014年,美国《细胞》旗下的《现代生物学》曾以封面文章第一次报道了汪筱林团队在哈密发现的大量雌雄哈密翼龙个体及5枚蛋化石。这是世界上首次报道的三维立体保存的翼龙蛋,被认为是翼龙研究200多年来最激动人心的发现,遗憾的是这些翼龙蛋化石内并没有保存胚胎。时隔三年后的2017年,凭借新的化石证据家到底在研究什么?这样的工作究竟有什么意义?中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员汪筱林或许能我们答案。

野外就是古生物学的“实验室”

在一次给中学生的讲座中,汪筱林团队就在翼龙的胚胎和生殖发育方面取得了重要进展。告诉在座的学生,做古生物学研究第一步就是野外考察,就是到野外去找。“很多人问我们,你们怎么知道那个地方有标本,怎么就知道那个地方说, 以前发现的翼龙蛋非常少,全世界仅有几枚,而且大部分是二维压扁的,蛋的形状、大小、蛋壳是硬还是软、结构如何,根本搞不清楚。通过这次的三维立体保存的化石,知道了翼龙蛋就是椭圆形的,大概长6厘米、宽3厘米左右。蛋壳由一层薄的钙质外层和一层厚的壳膜内层共同组成,所以总体来说蛋是软的,受到底层的挤压,就会塑性变形,表面出现一层脆性的裂纹。那么多?其实我们也不知道,我们就要靠两条腿来跑,不到野外跑你也找不到的。”团队对其中42枚翼龙蛋化石进行了显微修理或CT扫描,确定其中16枚保留了三维立体的胚胎,这是世界上首批发现的三维立体翼龙胚胎化石。

说,修理翼龙化石的难度特别大,一个标本就要耗费一年时间,迄今为止,团队还没有发现一具完整的哈密翼龙个体,都是分散保存,尽管每一块纤细中空的骨骼几乎都是完整的,连细长的头骨牙齿和薄薄的头饰都与头骨或下颌关联、保存完好。

也许有完整的哈密翼龙化石还没有发现或修理出来。但汪筱林关于更相信这种现象恰好解释了大量翼龙死亡的真正原因:翼龙经历了多次湖泊风暴事件,这种高能的风暴经过翼龙的巢穴和飞行的天空,将大大小小、不同性别的翼龙蛋和翼龙胚胎的研究成果名列中国古生物学十大进展榜首,是而人们所不知的是,他带领的科考队为此已在新疆哈密茫茫的戈壁滩上考察了数千平方公里,持续发掘了10余年。

从2006年开始,汪筱林团队几乎每年都前往哈密的戈壁滩里工作几个月,他说,哈密比较适合野外工作的卷入湖中,经过短时间的漂浮聚集后,又和被撕裂分散的翼龙遗体一起被快速埋藏是秋季,其他时候不是太冷就是太热,或者风太大了。从市区去戈壁,道路由好变坏,进了戈壁滩则是一路颠簸,恨不能把人从座位上颠到车顶。在普通人眼里,这里的戈壁滩上没啥特殊的,但在专家看来,到处是翼龙化石。汪筱林说,在戈壁滩里工作有个奇特的现象,时间过得好像特别快,不知不觉一抬头下午两点了,赶紧把随身带的馕饼子拿出来啃完接着干,一晃又到了晚上七八点,等一行人返回市区大多已是夜里,这个时间想找家吃饭的饭馆都很困难。

因为常年饮食不规律,汪筱林和队员们胃普遍不好,而多要弄清一桩上亿年前的事件真相,难度可想而知,大量的谜团尚未解开,比如翼龙的产卵方式是和鸟比较类似,还是和爬行动物一样?与翼龙一起埋藏的动物很丰富,有恐龙,有乌龟,唯独连一条鱼的踪影都没出现因出野外不慎摔倒落下的腰伤病根也一直折磨着汪筱林。常年在野外风吹日晒,年过五十的汪筱林自嘲肤色与当地老乡有的一比。鱼,翼龙吃什么?而且那么大的湖怎么可能没有鱼呢?此外白垩时期哈密地区为什么会存在这么大的淡水湖泊,为什么会产生这么巨型的风暴?

呈现在眼前的事实,如何用科学进行解释,这是作为古生物学家汪筱林要解决的问题,他说,可能需要一辈子去寻找答案吧10多年来,这个团队一直靠着两辆“晃晃悠悠”的老旧车,奔波于环境恶劣的戈壁大漠。住地与野外一来一去近7个小时的路程,每天工作10多个小时。没有信号、车陷沙河、皮肤晒伤、嘴唇爆裂、缺水干燥……这些对于辈子真的做不了几件事情,他们说过了50岁就知道了,其实我从30岁就知道来说,再寻常不过。做个好奇的“跳蚤”去破解谜题

说起为何来哈密找翼龙,汪筱林说,与多年前恩师邱占祥的发现有关。

自1996年起,汪筱林便从事辽西热河生物群中翼龙、恐龙等爬行动物化石以及中生代地层与时代、沉积学与古环境的相关研究。

2005年,汪筱林的博士导师、中科院古脊所的古哺乳动物学家邱占祥院士和王伴月研究员,为研究巨犀化石在这里的戈壁滩上偶然看到几块风化破碎的骨骼,当时就判断不是鸟的。回京后拿给汪筱林看,最终断定是翼龙化石。

恩师的一次偶然发现,成为汪筱林移师哈密的重要契机。2006年5月汪筱林第一次来到哈密盆地的广袤戈壁滩。原本坚硬的砂岩在千年烈风的侵蚀下形成的“雅丹”地貌给他以震撼,随之便是兴奋,因为他当时就看到好多翼龙骨骼碎片,有的风化暴露在地表,有的夹在地层岩石里面,只露出断面,别人看不出来,但他一看就看出来了。

“一看到这个现象,就知道我的后半生要在这里工作了,因为化石确实太多太多了。”汪筱林说。

无论是偶然还是冥冥中的必然,此后历经10多年的持续考察,考察队确认翼龙化石富集的面积达到六七十平方公里,并且具有很多层,而每层每平方米至少存在一只翼龙。除了数量巨大,这些翼龙还呈现出不同的发育阶段和性别,有幼年的有成年的,有雌性的也有雄性的,同时还有大量3D翼龙蛋和翼龙胚胎被伴随发现。

“哈密戈壁上如此丰富的翼龙骨骼化石与翼龙蛋的特异埋藏,即使在全世界也绝无仅有。而我们发现的标本简直就是一座翼龙‘伊甸园’的缩影。”汪筱林说。

追寻一个答案可能要花费一辈子

因为飞行的需要,翼龙的骨骼在演化过程中变得纤细而中空,很难保存,因此翼龙化石在全世界范围内都十分稀少。而翼龙蛋和胚胎化石则更加罕见,关于翼龙胚胎发育和生殖策略等生物学问题一直很难被解释。

汪筱林科考队无疑是非常幸运的,茫茫戈壁给了他们取之不尽的翼龙化石。2014年,美国《细胞》旗下的《现代生物学》曾以封面文章第一次报道了汪筱林团队在哈密发现的大量雌雄哈密翼龙个体及5枚蛋化石。这是世界上首次报道的三维立体保存的翼龙蛋,被认为是翼龙研究200多年来最激动人心的发现,遗憾的是这些翼龙蛋化石内并没有保存胚胎。时隔三年后的2017年,凭借新的化石证据,汪筱林团队就在翼龙的胚胎和生殖发育方面取得了重要进展。

汪筱林说, 以前发现的翼龙蛋非常少,全世界仅有几枚,而且大部分是二维压扁的,蛋的形状、大小、蛋壳是硬还是软、结构如何,根本搞不清楚。通过这次的三维立体保存的化石,知道了翼龙蛋就是椭圆形的,大概长6厘米、宽3厘米左右。蛋壳由一层薄的钙质外层和一层厚的壳膜内层共同组成,所以总体来说蛋是软的,受到底层的挤压,就会塑性变形,表面出现一层脆性的裂纹。

汪筱林团队对其中42枚翼龙蛋化石进行了显微修理或CT扫描,确定其中16枚保留了三维立体的胚胎,这是世界上首批发现的三维立体翼龙胚胎化石。

汪筱林说,修理翼龙化石的难度特别大,一个标本就要耗费一年时间,迄今为止,汪筱林团队还没有发现一具完整的哈密翼龙个体,都是分散保存,尽管每一块纤细中空的骨骼几乎都是完整的,连细长的头骨牙齿和薄薄的头饰都与头骨或下颌关联、保存完好。

也许有完整的哈密翼龙化石还没有发现或修理出来。但汪筱林更相信这种现象恰好解释了大量翼龙死亡的真正原因:翼龙经历了多次湖泊风暴事件,这种高能的风暴经过翼龙的巢穴和飞行的天空,将翼龙蛋和大大小小、不同性别的翼龙卷入湖中,经过短时间的漂浮聚集后,又和被撕裂分散的翼龙遗体一起被快速埋藏。

要弄清一桩上亿年前的事件真相,难度可想而知,大量的谜团尚未解开,比如翼龙的产卵方式是和鸟比较类似,还是和爬行动物一样?与翼龙一起埋藏的动物很丰富,有恐龙,有乌龟,唯独连一条鱼的踪影都没出现。没有鱼,翼龙吃什么?而且那么大的湖怎么可能没有鱼呢?此外白垩时期哈密地区为什么会存在这么大的淡水湖泊,为什么会产生这么巨型的风暴?

呈现在眼前的事实,如何用科学进行解释,这是作为古生物学家汪筱林要解决的问题,他说,可能需要一辈子去寻找答案吧。

“一辈子真的做不了几件事情,他们说过了50岁就知道了,其实我从30岁就知道了。”汪筱林说。

做个好奇的“跳蚤”去破解谜题

每年夏天是汪筱林非常忙碌的一段时期,野外科考是一方面,更重要的是青少年科普教育工作。多次被授与”中国科学院科普工作先进个人”的他,自2001年以来持续10多年担任海峡两岸大学生古生物夏令营副营长,以及室内授课老师和野外考察领队。他还是许多中小学少年科学院名誉院长和科学辅导老师,无数次地带领青少年学生奔赴野外感受古生物学和大自然的魅力。指导同学们在地球和生命演化的历史长河中不断探索。

在一些人看来,古生物学家可能是最不像科学家的一类人,他们中的很多人要研究地质分布,要出野外,要研究和和整理化石,很多时候在野外考察的他们风餐露宿,一眼看上去与当地农民无异。这么辛苦研究到底有何意义,汪筱林说,古生物研究最终还是为了了解生物与生态系统演变规律,现实意义就是对现有生物与生态演变的预测。以恐龙、翼龙研究为例,第一、广义上的恐龙是真正意义上第一个统治了地球的物种,空间分布极广。统治地球长达8000万年,这就导致陆地上恐龙化石出土非常丰富而且分布广泛。它们的灭绝是人类最有震撼力的警钟,人类对它们越了解,就会越重视大自然所带给我们的一切,更应该竭力保护那些目前濒临灭绝的物种,保护地球的物种多样性和生物链的平衡。另一方面,生物大灭绝事件是离我们时间上最接近的大灭绝事件,生物大灭绝是古生物学最大的秘密之一,而恐龙是这次灭绝的主角,研究恐龙有助于揭示地质地貌的变迁和地球生命的演化史。此外,从化石复原的恐龙形象是最有公众基础的古生物,有助于向公众普及物种的起源及生物进化知识,树立正确的科学观。

“多年在戈壁滩上寻找化石最终的目的是什么?我自己能看得见的,就是建一座博物馆,对孩子们进行科普;发现一些事实,为地球的演化和生命的进化提供证据。”在哈密十多年的野外辛劳,成就几篇论文,对一个科研团队来说似乎并不高产,但汪筱林有自己的考量,那就是除了做好研究,还要保护好珍贵的自然遗产。他说未来希望在哈密建一个国家级的翼龙公园或者翼龙遗址博物馆,把好的东西留给子孙后代,造福地方百姓。

汪筱林有很多粉丝,既有学生也有学生的家长,今年暑假当他带着学生和家长从山东莱阳野外科考回来后,一位家长给他发来微信:“少年时看《苏菲的世界》,有一个桥段至今难忘:世界仿佛是魔术师变出的一只白兔,我们每个人都是兔毛尖儿上出生的小‘跳蚤’,好奇地打量世界。随着年龄的增长,大多数‘跳蚤’贪恋兔子毛皮深处的温暖、舒适,逐渐从兔毛尖上掉了下去,从此闭目塞听。但依旧有为数不多的在吃力地、坚持不懈地牢牢抓住兔毛尖,想窥见白兔的全貌,甚至想发现魔术师的踪影……现在好了,就跟着汪老师您一起做一只好奇的‘跳蚤’吧,也不枉一生在宇宙中飘过……”

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