打破校史,驻守这个西南地方高校,他共一连发 3 篇 Nature

2022-11-18 18:03 来源:微信公众号 - ShengWuXueBa 作者:生物学霸
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一个月前,李强的生活突然热闹了起来。


每次打开手机,都会弹出一连串的祝贺消息,走在路上也会有学生突然过来打招呼。


 29 日,一条石破天惊的新闻突然占据了微博首页:「我国科学家证实人类是从鱼进化来的」,迄今为止已经有 6.亿次阅读。


图源:微博截图


在古生物学界,这同样是一颗重磅炸弹:这条新闻的背后,是来自朱敏院士团队同时上线的 4 篇 Nature


国际古脊椎动物学会前主席、澳大利亚弗林德斯大学教授 John Long 撰文称:这些成果改写了有颌脊椎动物早期演化历史的几乎所有方面。



而在这 篇文章中,李强和他所在的曲靖师范学院多次出现。李强是其中三篇文章的共同一作,曲靖师范学院则是其中三篇的第一作者单位——还是这所坐落在西南小城的高校,校史上的第一次。


 

因此,学霸君和李强老师聊了聊,在他的娓娓道来中,我们也有幸得以一窥来自那远古世界鲜为人知的奇妙魅力。



从山上「掉下来」的Nature


4.4 亿年前,地球大部分地区都被海洋覆盖,生活在海洋里的远古鱼类便是当时地球的绝对霸主。


后来,它们中的一部分从水域登上了陆地,并在经历了数亿年的进化后,演变成了今天的你我他。


图源:央视网


但是,究竟是经历了怎样独特的演化事件,才让这群「老祖宗」离开了自己的舒适区,来到陆地之上?


从朱敏院士的导师张弥曼院士,到他的学生盖志琨、朱幼安、李强等人;这个问题,便是前后三代科学家奋斗终生想要解答的终极命题。


而这一次,他们找到的突破口是:「下巴」的起源


99.8% 的脊椎动物都是有颌类。颌骨的出现,让鱼类可以不再仅仅依靠滤食维生,而是拥有了进食的「主动权」,甚至改变了它们呼吸和运动的方式。可以说,「下巴」的出现,是从鱼到人的脊椎动物演化史上最关键的跃升之一。


图源:新华社


然而,越是早期的化石留存就越困难,古生物学界对有颌类的早期演化研究,存在一段横亘了至少三千万年的巨大空白。


在这种情况下,朱敏院士和他的团队踏遍了中国志留纪地层可能含鱼化石的两百多个地点,终于发现了距今约 4.39 亿年前的贵州石阡化石库和距今约 4.36 亿年前的重庆特异埋藏化石库,找到了能够补全这段空白的早期有颌类的化石证据。


但「找到」还只是万里长征第一步。


为了能让这些石头开口说话,朱敏院士团队的科研人员们需要做的其中一步是把多达 吨重的石块一遍遍酸洗,再从中一点点拣选出那些古鱼化石,


苦心人,天不负,有 5 条古鱼率先显出真容。


有最古老的有颌类牙齿的「双列黔齿鱼」,它把有颌类牙齿的最早化石证据向前推进了 1400 万年;


双列黔齿鱼 图源|百度百科


名为「新塑梵净山鱼」的棘刺鲨鱼显示,早在志留纪兰多维列世埃隆期晚期或特列奇期最早期,软骨鱼类干群已经演化出典型的栅棘鱼形态,同时具有硬骨鱼类的组织学特征。这两条鱼也让奥陶纪、志留纪鱼类鳞片和棘刺化石分类位置的争论尘埃落定。


新塑梵净山鱼 图源|百度百科


「蠕纹沈氏棘鱼」则是世界上目前发现的最早的关联完好保存的软骨鱼类化石。确证了软骨鱼类从「披盔戴甲」的祖先演化而来。


蠕纹沈氏棘鱼 图源|百度百科


名为「灵动土家鱼」的盔甲鱼虽是无颌类,但研究人员第一次在鱼类身上发现了成对的连续鳍褶,代表了偶鳍或人类四肢的雏形。


灵动土家鱼 图源|百度百科


名为「奇迹秀山鱼」的盾皮鱼类,它的多种骨骼特征,为有颌脊椎动物头骨的演化提供了直接证据;


奇迹秀山鱼 图源|百度百科


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在这些古鱼之中,李强印象最深的一条是在重庆发现的灵动土家鱼。「它太美了」,李强说。这种美是跨越了 亿年代沟的美,灵动土家鱼如它的名字一样栩栩如生,扭动着身体仿佛下一秒就能游动起来。


图源|Nature 


李强和团队成员们在重庆秀山发现第一条鱼的地方叫做「天路」。西南地区的山又险又奇,这座山的环山路七拐八折,有四十五道弯。2019 年 9 月李强和他的队友们沿着这条环山路,从下往上敲,又从上往下敲,几天以来都一无所获。


当时大家的情绪都有些低迷,为了调节气氛,李强和队友玩闹起来,他开着玩笑把队友一脚「踹」进路边的沟里,而正是这一踹,沟里的一块石头映入大家眼帘——这是一块泥岩,按照以前的经验,泥岩里很大概率会有鱼化石。


抱着试试看的心态,大家敲开了它,而正是在这块石头里,李强和队友们发现了距今 4.23 亿年前的袖珍边城鱼——因为发现地离沈从文笔下的「边城」很近,所以因此命名。


而这条「天选之鱼」也为他们带来了新的提示:这可能是继「潇湘动物群」后全球第二个志留纪有颌类的化石点,而且比潇湘动物群至少早了 1000 万年,朱敏院士随即组织加大开采力度,很快他们就在山的另一边发现了灵动土家鱼


另外一条在重庆秀山发现的鱼是「奇迹秀山鱼」。之所以名为「奇迹」,是因为大家甚至无法想象,竟然有机会能找到 4.36 亿年前保存得如此完整的化石。


图源|Nature 


这块化石得以留存,需要 亿年前恰好突发某种「特异事件」把这些鱼类完全掩埋,同时掩埋的沉积物颗粒还要恰好非常细,才能把鱼的每一个细节都保存下来,然后又在 亿年后的今天恰好被这群科学家们发现,所以他们把这条被命运女神垂青的鱼命名为「奇迹」


当然,在审稿人和古生物学界同行眼中,在重庆特异埋藏化石库里蕴含着的,可能是一整个志留纪鱼类的「水族馆」——而这五条鱼的发现,便是推开了水族馆的大门。



为什么是曲靖师范学院


「曲靖是全世界古鱼类学家心中的圣地」,朱敏曾这样形容。这座位于我国西南的小城里,竟然保存了一整套从志留纪到泥盆纪的完整地层——关于古鱼登陆早期演化的重要发现,几乎都来自这里。


「这里的化石,再来三代科学家也做不完。」


同时,对于古生物的研究来说,与发掘同样重要的,是保护。


朱敏的导师张弥曼院士,最重要的几项发现也都源自于曲靖。可在一次重要的国际会议前,大家突然发现,不知何时,张弥曼院士发现「杨氏鱼」的化石点堆满了生活垃圾——「发现化石的地方很平,确实比较适合堆垃圾」,李强笑道,「老乡们并不知道,自己面前的这块石头里蕴藏着多么惊人的信息。」


培养曲靖当地的青年科研人才,来壮大古脊椎所的研究队伍,这个想法一直盘旋在朱敏院士的脑海里。


而李强的出现就是那个契机。


2017 年底,朱敏带着学生到昭通参加会议。按照惯例,他顺便前往曲靖看看那些放心不下的化石点。彼时的李强在博士毕业后,留在曲靖师范学院做系主任,恰好负责了接待朱敏一行人的事务。


图源:央视网|朱敏院士参加《开讲啦》


听说李强有鱼类的研究背景,朱敏当时就欣喜地问李强,要不要来自己这里做博后。


不过,李强的第一反应是拒绝:「我当时以为他是一个骗子,从来没有想过一个大佬会那么朴素,那么平易近人。」


当天回家后,李强赶紧上网搜索,才知道刚才邀请自己的「大佬」在科研界是多么了不得的人物。再后来,朱敏就与曲靖师范学院合作共建了曲靖师院自然历史文化研究中心,开始培养起这支扎根于曲靖本土的「地方军」。


李强在野外


朱敏给李强上的第一课,是关于对古生物研究的乐趣。李强第一次进行野外调查,朱敏就带着他敲石头,「像是开盲盒,不知道下一块里会有什么,」李强说。那天朱敏告诉他,他发现的其中一块石头可能「有东西」。


李强把这块石头带回实验室后修理了一个通宵,修出一块完整的鱼下颌骨。「那样的成就感是无可比拟的。」


李强在实验室


谈起自己的导师,李强满是钦佩之情。他回忆到,自己转向古生物研究后写的第一篇论文,朱老师整整改了 65 稿。


「朱老师工作效率非常高,同时很用心地栽培每一位学生。」这是李强对自己导师的印象。一次,李强和朱敏一起赶赴重庆,四个小时的车程里朱敏一直在工作;下高铁时,朱敏递给李强一个 ,里面是李强需要阅读的文献和文章写作的思路。


李强说,尽管身兼数职,但科研永远是朱老师的第一位。不管什么时候发给他文章,他几乎都会当晚就给出修改意见。朱老师儒雅温和,从来不会有重言,但在他以身作则的高标准下,作为他的学生也很少会懈怠。「没有朱老师带不动的学生,」李强笑着说。


李强说,朱敏老师还有个特点是记忆力惊人,只要是朱老师走过的路,在野外给他打电话,他就能准确说出,到哪个路口该怎么走。


今年是朱敏受聘为曲靖师院自然历史文化研究中心主任的第五年。五年来,他一分钱工资也没领过。


图源|曲靖师范学院


但这支「地方军」的建设却已经初具规模——以李强为代表的青年科学家们开始在国际知名刊物上崭露头角;尽管这里尚未建成硕士点,但不少的曲靖师院的学生们也已经加入到古生物的化石地图数据库建立和重建绘图的工作中来,甚至国外的学者也会让他们帮忙画图;许多云大,南大的学生们也会到这里来参加暑期夏令营。


不仅如此,李强还经常到周边的小学,初中,高中去做科普活动。


李强在给孩子们科普


这一把古生物学的小小种子在这座美丽的西南小城撒下,飘进这些孩子们心中,在未来的某一天会长成参天大树。


图源|掌上曲靖 李强到小学科普活动后,曲靖二小的孩子们画的古鱼类


曾几何时,「古生物学」进入大众的视野,还是因北大古生物系只有一人毕业的「笑谈」;而如今,在一代又一代古生物学家孜孜不倦的努力下,这条原本只坐着零星几人的冷板凳,也渐渐吸引了越来越多的人伫足



写在最后


亿年前,在志留纪的海洋里,几条率先进化出下颌的小鱼从亲切的海水中,迈向了那充满未知和危险的陆地。


当时的它们肯定并不知道,正是它们迈出的这一步,推开了亿万年后奇幻壮丽的陆地动物世界大门。


如今,这些不知道经历了多少演化奇迹才得以存在的后辈们,正试图描绘 4 亿年前这颗蔚蓝色星球上曾经存在过的的美丽图卷。在这群特殊的时空旅行者的显微镜下,4 亿年的光阴也不过一瞬。



END
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编辑: 王凯

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