2015年，在位于貴陽市與龍里縣交叉帶的一處小山坡上，博士生代旭驚呼一聲。他的地質(zhì)錘敲出了一塊化石，上面的生物形態(tài)他從未見過。導(dǎo)師宋海軍聞聲趕來，竟也摸不準(zhǔn)上面的肢體碎片屬于哪種生物。
(資料圖片)
8年后，這對(duì)師生終于弄清了其中的真相，并分別以通訊作者和第一作者的身份，將成果發(fā)表在2月10日的Science雜志上。
宋海軍（右）和學(xué)生代旭（左）
宋海軍和他的博士研究生代旭來自中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。他們團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院等多家國內(nèi)機(jī)構(gòu)及法國、加拿大、瑞士等國外機(jī)構(gòu)的研究人員共同完成了這項(xiàng)研究。
在約2.5億年前的那場迄今最嚴(yán)重的生物大滅絕中，海洋中超過80%的物種被暴力抹除。學(xué)界普遍認(rèn)為，遭受如此極端破壞的生態(tài)系統(tǒng)，其復(fù)蘇及重建至少需要大幾百萬，甚至上千萬年的時(shí)間。然而，宋海軍他們基于8年前在貴陽市周邊發(fā)現(xiàn)的特異埋藏化石庫，首次證明也許在大滅絕后僅百萬年，海洋生態(tài)系統(tǒng)就已經(jīng)恢復(fù)了生機(jī)。
Science文章
龍蝦賞飯吃
用宋海軍的話講，能做出這樣的成果，屬實(shí)是他們“運(yùn)氣好”，是“龍蝦賞飯吃”。
發(fā)現(xiàn)化石的那一天，對(duì)野外挖掘經(jīng)驗(yàn)豐富的宋海軍而言，只是日常工作的普通一天。但看到代旭手中那塊奇怪的化石后，宋海軍心里咯噔一下：認(rèn)不出來，可能是遇到好東西了。所有人都變得興奮起來，發(fā)現(xiàn)一塊好東西，就意味著可能出現(xiàn)一群好東西。
果不其然！經(jīng)過初步鑒定，那塊化石中鑲嵌的是龍蝦肢體的碎片，而且宋海軍判斷，他們此次發(fā)現(xiàn)了一個(gè)較為完整的中生代生物群。隨后的挖掘發(fā)現(xiàn)，里面有龍蝦、原蟹這樣的節(jié)肢動(dòng)物，有接近一米長的魚，有較為常見的菊石、雙殼，還有好幾類微體生物，如有孔蟲、放射蟲等。特別是放射蟲，這是一種硅質(zhì)生物，它的發(fā)現(xiàn)具有特殊意義。
要知道，關(guān)于二疊紀(jì)與三疊紀(jì)之交的這次“大滅絕”，科學(xué)界存在一種假設(shè)，認(rèn)為此次大滅絕導(dǎo)致地球上的生物硅不再沉積，即所謂的“硅缺失假說”，那么海洋中就不可能存在生物硅沉積。而倘若宋海軍及其研究團(tuán)隊(duì)通過鑒定分析，能夠確定放射蟲化石形成的時(shí)間和地理分布，就能為大滅絕后生物硅循環(huán)提出新認(rèn)識(shí)。
通過最終的鑒定分析，結(jié)果表明，宋海軍他們發(fā)現(xiàn)的貴陽生物群，共有12個(gè)綱，19個(gè)目，40多個(gè)種，實(shí)現(xiàn)了營養(yǎng)級(jí)的全覆蓋。這其中，也包括了人類迄今發(fā)現(xiàn)最古老的龍蝦。盡管宋海軍稱其為“運(yùn)氣”，不可否認(rèn)的是，他和團(tuán)隊(duì)能夠發(fā)現(xiàn)這樣的“寶藏”化石庫，是偶然中的必然。就宋海軍自己而言，入行近20年以來，他在華南一帶從事野外考察工作已有15年之久。
貴陽生物群復(fù)原畫
40歲，日日新
地球科學(xué)與其他自然科學(xué)不同，沒有清晰的線條可依，反倒像一團(tuán)未知的渾沌。以現(xiàn)代世界的思維及技術(shù)手段，透過億萬年的滄海，去捕捉地球前世的真相，是件既刺激、又無力的事情。
因此，盡管化石群的發(fā)現(xiàn)是整個(gè)研究的起點(diǎn)，但往后一系列的綜合性鑒定分析工作，才是整個(gè)研究耗時(shí)耗力的難點(diǎn)。由于古生物學(xué)的門類眾多，科學(xué)家在化石鑒定時(shí)不免需要其他細(xì)分領(lǐng)域頂尖學(xué)者的幫忙。
此次發(fā)現(xiàn)的生物群多達(dá)12個(gè)綱，更需要集合全世界的頂尖學(xué)術(shù)力量，才能徹底揭開這個(gè)化石庫的神秘面紗。為了更好地鑒定化石群中的魚類化石，他們聯(lián)合中科院古脊椎所和國外的分類學(xué)專家進(jìn)行了鑒定。
此外，化石的成像及定年也是個(gè)難題。這項(xiàng)研究中，宋海軍及其團(tuán)隊(duì)使用了先進(jìn)的元素成像技術(shù)，借助化石中的化學(xué)信息成像，來研究化石的屬性。同時(shí)，為了更精確地實(shí)現(xiàn)定年，研究團(tuán)隊(duì)從化石群所在地層中的火山灰里找到了鋯石，送往加拿大及瑞士的兩個(gè)國際頂尖實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行鋯石的高精度定年。
將來自各方的實(shí)驗(yàn)結(jié)果取回，放在一起進(jìn)行證據(jù)比對(duì)的時(shí)候，是宋海軍記憶中最緊張，也最幸福的時(shí)刻。倘若證據(jù)之間存在沖突，無法相互支撐，就證明前期的實(shí)驗(yàn)宣告失敗。好在，令人興奮的結(jié)果出現(xiàn)了，證據(jù)比對(duì)成功了！他們的推測是正確的。
這項(xiàng)成果，是宋海軍第一篇發(fā)表在Science上的研究成果。而他，也剛剛步入自己人生的40歲，進(jìn)入一個(gè)科研工作者的“當(dāng)打之年”。2022年底，他還獲得了第17屆中國青年科技獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)項(xiàng)。近五年內(nèi)，他和團(tuán)隊(duì)的研究成果曾三次入選“中國古生物十大進(jìn)展”。
宋海軍
站在40歲的門檻旁，宋海軍認(rèn)為自己迎來了一個(gè)新的起點(diǎn)。
“我們科學(xué)探索是沒有邊界的。伴隨著在這個(gè)領(lǐng)域的不斷深入，我越發(fā)感覺自己未知的東西太多了。之后，我會(huì)把它作為一個(gè)新的起點(diǎn)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步向外拓展新的科學(xué)問題。”
“入行近20年了。我記得最開始對(duì)地質(zhì)學(xué)的興趣，僅僅是能拿著錘子敲石頭。但現(xiàn)在，我對(duì)它的熱愛，已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)化為能夠解決新的科學(xué)問題。時(shí)至今日，思考并解決新問題，已經(jīng)成了我每一天的習(xí)慣。再做些容易出的重復(fù)性成果，我覺得沒意思，提不起興趣了。我想不斷去嘗試做些新東西，提出新問題。這就是我走到現(xiàn)在，思想上最大的轉(zhuǎn)變。”
石頭是如何開竅的
一塊化石要被用作科學(xué)研究，需要把它渾沌的、無用的圍巖部分剝離出去，只留下能揭示真理的核心“竅門”。研究者也一樣，是需要“開竅”的。
宋海軍的“開竅”時(shí)間比較早。從小，他就喜歡動(dòng)手。因此，在高考后填報(bào)志愿的時(shí)候，他選擇了外出機(jī)會(huì)多、實(shí)踐性較強(qiáng)的地質(zhì)學(xué)，并順利被中國地質(zhì)大學(xué)的地質(zhì)學(xué)基地班錄取。他清楚地記得，開學(xué)第一門專業(yè)課是殷鴻福院士親授的《普通地質(zhì)學(xué)》。聽完這堂課后，他更加堅(jiān)定了從事地質(zhì)學(xué)研究的信念。“和我想象中的地質(zhì)學(xué)一模一樣！”
20年前的學(xué)生，能夠擁有的課外科研機(jī)會(huì)并不多。但宋海軍除了傳統(tǒng)的課堂研習(xí)外，總想“找點(diǎn)事情做”。于是，從大一下半學(xué)期開始，他就在導(dǎo)師童金南教授的指導(dǎo)下參與了一些課外科研。出色的綜合素養(yǎng)和實(shí)踐能力，幫助他在本科期間，獲得了“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽特等獎(jiǎng)。
彼時(shí)，他的導(dǎo)師童金南教授正在參與殷鴻福院士牽頭下“金釘子”建立后的研究工作，主要研究二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交的生物及環(huán)境演變，這讓宋海軍也從側(cè)面，初步建立起了對(duì)地球生物學(xué)的懵懂認(rèn)知和強(qiáng)烈興趣，為他以后進(jìn)入該領(lǐng)域打下了基礎(chǔ)。
宋海軍認(rèn)為，自己一路走來，最大的竅門是興趣。而本科階段找到興趣所在，是他科研生涯的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在此之前，他算不上一個(gè)勤奮的學(xué)生。但自從進(jìn)入地球生物學(xué)的探索領(lǐng)域，他便萌生出了一股抑制不住的沖動(dòng)，比從前賣力許多，卻渾然不覺疲倦。
巧的是，此項(xiàng)研究成果的第一作者代旭，也經(jīng)歷了同導(dǎo)師一樣的“開竅”過程。
本科期間，代旭的專業(yè)是資源勘查工程。他選了一門通識(shí)課《普通地質(zhì)學(xué)》，宋海軍是主講老師。多年前的一幕似乎重演了，只不過那時(shí)宋海軍坐在臺(tái)下，講臺(tái)上的是殷鴻福院士。
后來，代旭在宋海軍的引導(dǎo)下，進(jìn)一步發(fā)掘出自己對(duì)古生物學(xué)研究的濃厚興趣，并在攻讀博士時(shí)，選擇了古生物學(xué)與地層學(xué)方向，同時(shí)進(jìn)入宋海軍的實(shí)驗(yàn)室工作。博士期間，代旭還榮獲了每屆評(píng)選不超過5名的“李四光優(yōu)秀博士研究生獎(jiǎng)”。
無論是宋海軍自己，還是他的學(xué)生代旭，在科研路上所獲得的一切成績，都脫胎于興趣。這也是宋海軍本人，對(duì)于人才培養(yǎng)最大的“竅門”。
宋海軍和學(xué)生們
為了讓公眾對(duì)古生物學(xué)更有興趣，宋海軍曾作為受邀嘉賓，登上過《一席》的講臺(tái)，為大眾科普“生物大滅絕”。在他看來，地球生物學(xué)的核心是研究地質(zhì)歷史時(shí)期生物與環(huán)境的相互作用和影響，作為一門能夠“以古示今”的學(xué)科，將會(huì)在未來發(fā)揮愈加重要的作用。特別是當(dāng)下，人們正遭受著全球氣候變化危機(jī)，了解并關(guān)注地球生物學(xué)的發(fā)展，變得尤為重要。
宋海軍在《一席》講臺(tái)
而他所在的生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，也在一代代古生物學(xué)家的共同努力下，取得了累累碩果。“生環(huán)實(shí)驗(yàn)室近些年產(chǎn)出了一系列重要成果，新增了三位院士，而且迄今共舉辦過的四屆國際地球生物學(xué)研討會(huì)，都是實(shí)驗(yàn)室主辦的，我們對(duì)推進(jìn)國際地球生物學(xué)的發(fā)展起到了重要作用 。”
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