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张江永:听懂金龙鱼化石的倾诉

来源:科技日报 作者:华凌 2017年05月23日 09:48
[导读] 如何发现了“完美”?硬邦邦的石头不会“说话”,但这位古生物学者的底蕴——博物、细致和潜心,能让石头“诉说”世间沧桑的变化。

本报记者 华凌

2011年,张江永在广东省三水盆地采集始新世鱼化石。(图片由受访者提供)


“每一件标本都是大自然的馈赠。能否识宝,要看自身的功力。只有知识面广、视野开阔的人才能听懂化石的‘倾诉’,悟出其蕴涵的故事。”

要说古生物学家的美梦,莫过于众里寻他千百度,突然破土挖掘出一块漂亮的化石:完整而清晰。

近日,《古脊椎动物学报》刊登了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员张江永和加拿大阿尔伯塔大学教授马克·威尔逊在我国首次发现中华金龙鱼化石标本的报道,据说这块化石完整到堪称完美。

如何发现了“完美”?硬邦邦的石头不会“说话”。日前,当科技日报记者在古脊椎动物与古人类研究所对张江永研究员进行专访时,发现这位古生物学者的底蕴——博物、细致和潜心,能让石头“诉说”世间沧桑的变化。

“元气深厚”的博物家

追溯一块化石的渊源,竟涉及生物进化、古地理学等多学科,令人不禁慨叹,眼前的古生物学者分明是位“元气深厚”的博物家……

走进张江永安静的办公室,记者看到屋中央堆叠着一屉屉化石标本,不禁好奇端详一块黑黢黢的化石,横竖看不明白是什么标本。张江永指着石面上隆起的区域说:“很明显,这是一种鱼的躯干。”

“最初金龙鱼的化石是怎么发现的?”记者问。

张江永答道:“10多年前,是湖南湘乡一位农民先发现的,以为是什么宝贝,就拿到研究所来鉴定。经张弥曼院士观察,确定为骨舌鱼科的金龙鱼,时代为早始新世(约五千万年前)。张弥曼院士历来重视青年人才的培养,她就把这批重要的标本交给了我做研究。后来,我和同事先后几次到湖南湘乡和湖北松滋的化石产地进行调查,发现了大量完整的标本,其中最漂亮的一块正型标本,是同事李淳等在松滋发现的。”

在生物分类上,金龙鱼为骨舌鱼超目鱼类,属于真骨鱼中较古老的类群,曾被认为是其它现生真骨鱼类的姊妹群,在研究真骨鱼的起源及演化方面具有十分重要的意义。骨舌鱼类是淡水鱼类,它的跨洋分布一直是动物地理学的未解之谜。

金龙鱼化石的发现,为解开这一科学谜团带来了新的契机,同时,也产生了两个让人困惑的问题:骨舌鱼超目鱼类在东亚起源后,是如何扩散到世界各大陆?泛大陆解体后,不同大陆的骨舌鱼之间是否还有交流?

经过一段长时间的研究和思索,张江永逐渐厘出头绪,提出自己的见解:骨舌鱼类起源于东亚,由于泛大陆(早白垩世约1.4亿年前)解体而分布到各大陆,之后,骨舌鱼类之间仍有交流。金龙鱼化石发现于早始新世,也就是说,金龙鱼这个物种很可能产生于泛大陆解体之后,但它却分布于南、北两个大陆,因此,它们一定有交流。目前看来最大的可能是起源于南大陆,并通过印度次大陆扩散到欧亚大陆。

追溯一块年代悠远石头的渊源,竟涉及到生物进化、古地理学等多种学科,令人不禁慨叹,眼前的古生物学者分明是位“元气深厚”的博物家。

身怀技艺的绘图人

那时,张江永一整天都扎在博物馆里,和同伴津津有味地讨论专业问题。彼时,他的晚饭就只是面包和果酱,却丝毫没觉得单调……

“化石中的鱼骨骼与现身的金龙鱼有何异同呢?”记者提出疑问。

“异同点还真不少。比如,化石与现生的金龙鱼在头部骨骼、尾骨骼、各鳍的形状和位置,以及具有网状鳞片等方面极为相似。然而,它们在许多特征上又有所不同,如鼻骨无纹饰,鼻骨上的感觉管显露于沟内且联合不经过顶骨、翼耳骨侧向加厚、眶前骨上的感觉孔大,眼眶后的眶下骨不完

全覆盖前鳃盖骨上支,前鳃盖骨后下角变尖,鳃盖骨后下缘凹形、下端变尖,匙骨背突长大,椎体横突短小,胸鳍十分长大,上、下两端的尾鳍条和内部鳍条等长。”张江永介绍说。

文字描述难免看起来不直观。因此,古生物学术论文中的描述要配有骨骼形态的清晰插图。图片不仅使复杂抽象的描述具象化,也能加深人们的印象。

张江永说:“要画这样的插图,首先通过显微镜上的绘图仪,用铅笔画出骨骼的形状和界限,用阴影表现骨骼的立体效果。因为是在显微镜的放大效果下画的,画出的图可能很大。铅笔画的草图缩小后,再将透明纸盖在上面用墨清绘。”

张江永曾绘制一篇文章的两米多长的插图,用了三个月才完成。由于经常整天对着显微镜下看标本画图,他的眼睛都看花了。

看着金龙鱼的插图,记者不由得惊叹它的精臻:描绘出每一片鱼鳞、鱼骨鱼鳍鱼尾上的点滴细节,以及阴暗面的反差。很少有人能想到,古生物学者个个竟还是身怀高超技艺的绘图人。

张江永说,他以前没有画画基础,而能够掌握这项研究工作的重要方法——绘制化石骨骼插图,要得益于1994年张弥曼院士推荐他到德国洪堡大学自然博物馆进修。

那时,一天到晚,张江永与几位一起做研究的同伴扎在博物馆里,津津有味地讨论专业问题,非常兴奋,以至于晚饭几乎只吃面包和果酱都浑然不觉单调。

就这样,在化石标本的处理、形态学描述、分支系统学理论和方法的学习等方面,他得到了全面系统的训练。可以说,经过在柏林的学习,他真正成为了一名古鱼类学研究者。

执迷探索的潜心者

在张江永眼中,“不会说话”的石头蕴藏着无穷的乐趣。他说:“金龙鱼是越研究越有兴趣,越研究越喜欢”……

古生物学者,一年之中总有几个月要去野外考察、发掘化石。有时,他们看上去和农夫一样——带着草帽刨地。由于长时间半蹲或跪在地上,近些年来,张江永的膝盖时常有些隐痛。

采集到化石回到研究所,因心里总是记挂着这些“宝贝”,张江永一度修标本都上了瘾,心里只想着尽快修完。每个周末下午,他总是跑到单位继续研究化石。岁月如梭,如此做古鱼类化石的研究历经30多载。

“整天对着一块不会说话的石头,不觉得枯燥吗?”记者问。

“我觉着很有意思啊。你看金龙鱼多有特点”。张江永边说边从电脑中调出一张在水中游弋的金龙鱼图片。

他说:“你看它的颜值有多高。全身金灿灿的,嘴前端有两条胡须,神态威严,在淡水鱼中它是最漂亮的。东南亚将其奉为龙的化身,称为‘龙鱼’。而且,它嘴里长满牙,可不是吃素的。食物以肉类为主,如鱼虾、小虫子(昆虫、甲壳虫),还吃青蛙、蜥蜴和老鼠等,甚至可以跳起把树枝上的小鸟吃了。”

接着,他又翻出一张图片,指着图中金龙鱼微张的嘴,里面溢出很多橘色球状物。他说:“这些都是它的鱼卵,一般雌性鱼在春季夜间产卵,而后孵化卵的任务就全由雄性鱼担当,它们会将卵宝宝含在口中,以保护不被其它鱼给吃了,另外把嘴作为孵化器,沉在水下几个星期一动不动、不吃不喝,可谓尽心尽责。这是其又一特殊性。所以在我研究的很多类鱼当中,金龙鱼是越研究越有兴趣,越研究越喜欢。”

“每一件标本都是大自然的馈赠。能否识宝,要看自身的功力。只有知识面广、视野开阔的人才能听懂化石的‘倾诉’,悟出其蕴涵的故事。”张江永笑着说。

生物的起源和演化,大多发生在遥远的过去,人类无法看见。然而,幸运的是一部分信息保存在了化石之中。而这些化石,正是追溯生物起源和演化的重要线索。

古生物学家的工作,就是不断发现新的线索,以此为据去推理、假设,像拼图一样,逐渐勾勒出“生命之树”的清晰全貌。

 

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[责任编辑:chenjie]
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