他的毕业季,在海拔5300米无人区
编者按:在中国科学院大学,部分学子的读研日常是“永远在路上”,其中,2023届古生物学与地层学专业的硕士毕业生山显任走过无人的山路,爬过陡峭的崖壁,跟随国科大博士生导师、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员盖志琨先后发现了“九尾狐甲鱼”“九江江夏鱼”“俊卿清水鱼”“刺猬安吉鱼”等来自几亿年前的化石“新成员”,为团队埋首20年的“挖鱼”工程不断制造出新高潮和新瞩目。在这个属于自己的毕业季里,山显任步履不停。5300米海拔,是他学业生涯阶段性句号的落笔处,也是科研新起点记录的里程碑。
“10天前,我们就出发参加青藏高原科考,毕业典礼便没办法参加了。”顾不上遗憾,中国科学院大学2023届古生物学与地层学专业的硕士毕业生山显任已提前抵达科研旅途下一程,开始了针对藏北、羌塘、阿里等地区的古生代地层的综合考察,实现了硕士与博士状态的无缝切换。
山显任
“挖”开“冷门”化石背后的故事
近年来,不管哪家机构或平台发布的“冷门学科”榜单,前十名里似乎都会有“古生物学专业”的身影。
而这并未影响山显任对专业的兴趣和选择。
山显任还记得刚来国科大接受入学教育时,当时国科大博士生导师、中科院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛的一段话,让他对自己的“选择”有了更多一重理解和坚定:“我们的研究,概括来说就是了解生命演化历史、启迪人类未来发展,探寻‘我们是谁’‘我们从哪里来’‘我们要往哪里去’。这类问题通常被认为是哲学领域的重大问题,而我们是从自然科学角度去寻找客观世界的答案……”
山显任知道,导师盖志琨带领整个团队,一直都在寻求这一答案的路上。
由于盔甲鱼类的身体主要由软骨和零散的鳞片组成,几乎很难完整地保存为化石,因此,盔甲鱼类头后身体解剖问题在过去的100多年里没有得到解决。
但在队员们的心中,自己的课题从来和“冷门”无关,压在这群年轻人肩头的,不仅是探索未知的执着,还有一份特别的责任:“盔甲鱼类仅在我国和越南北部有所发现。因此要想破解这个奥秘,责任就落在我国的古生物学家身上。”
2022年,团队在“重庆特异埋藏化石库”中,发现了“灵动土家鱼”的身影,首次揭示了盔甲鱼类身体的全貌。山显任注意到,导师将这场具有里程碑意义的发现“记录”在了自己的微信名和头像上——“灵动土家鱼”。
灵动土家鱼
2023年,山显任又添一篇“封面”文章。团队在江西九江武宁地区志留系下红层清水组中发现了真盔甲鱼类一新种——九江江夏鱼,为赣西北和鄂东南地区下红层之间的对比提供了直接化石证据,同时也印证了在志留纪早期盔甲鱼类可能通过上、下扬子海之间的九江海峡完成了跨扬子海的南北迁徙,这对深入理解志留纪早期生物古地理具有十分重要的意义。
不断涌出的发现和突破里,山显任寻到了这条科研“蹊径”里照出的光,微弱却坚定,照亮了物种的演化故事,更重要的是去重建了一个地区在地质时期的变化历史。
九尾狐甲鱼生态复原图
《地质学报(英文版)》2023年97卷第2期封面图示
机会总垂青有准备之人
研究生3年时光中,山显任穿坏了6双地质鞋。
“感觉自己的照片背景全都是不同地方的野外画面。”临近毕业,山显任想翻找自己“正常些”的照片,竟然找不出一张。
山显任(左一)和课题组合照
野外作业过程中,并非每一个化石点都有惊喜等待,但这群年轻人始终乐此不疲,“一次惊喜带来的自豪和震撼足以洗刷掉我们的疲惫,让我们兴奋好多天”。
山显任还清晰记得2019年夏天那个“十分兴奋”的下午——他们在广西金秀地区早泥盆世地层挖到了“宝贝”。
“是尾鳍!”那个烈日炎炎的午后,连树叶都懒得动一动,大家正埋头各忙各的,团队老师傅赵日东说自己采集到一件“保存有九个叶状分叉”的化石,起初,他以为是某种植物化石,领队林翔鸿接过化石仔细鉴定,高喊:“是尾鳍!”
大家迅速放下手里的活计,聚过来见证这一历史性时刻——“这就是几代古鱼类学者寻找了100多年的样子啊!”
要知道,这一刹那的惊喜酝酿自沉潜已久的耕耘。一个月前,团队在广西金秀地区早泥盆世地层中发现了一个特异埋藏的生物群。经过初步研究,化石产地为古海盆边缘泻湖周边的潮坪沉积,为潮上或者潮间带,水体较浅,其中夹杂了周期性的风暴沉积,这种快速沉积非常有利于近岸生物的原地埋藏和近原地埋藏。
确定了化石原层位,队员们就撸起袖子热火朝天地干了起来,“有人负责指挥挖掘机,有人负责敲开岩石,有人负责化石鉴定,有人负责化石的后期保护、编号和包装。”盖志锟介绍道。
日出而作,日落而息,十个队员组成的野外发掘团队一干就是一整天,那段日子成为山显任读研时光里一笔明媚的色彩:“虽然辛苦,但大家每天聚在一起作诗、唱歌、讲故事、聊文学,反倒使化石采集成为一件饶有趣味的事情。”
野外作业
团队盔甲鱼类的“粉丝”中,“追星”资历最高的,还是要数导师盖志琨。
作为一位专门研究盔甲鱼类的学者,盖志琨为找到有完整身体保存的盔甲鱼类化石,已经寻找了二十年。
山显任分享,过去十年里,导师带领团队考察了中国志留—泥盆纪几乎所有可能含有盔甲鱼类化石的野外剖面近200个。步履不停的攀援,一锄一锨的寻觅,才使得惊喜准备破土而出时,团队没有错过每一份“眷顾”,不断完善手中的生命演化路线图。
九江江夏鱼化石照片(盖志琨摄)
寻找那些“打破传统”的鱼
海拔更高的地方,肆意张扬的云彩压得更低。
“如果视线从珠峰所在的喜马拉雅山向北望,越过险峻的冈底斯山,就将望见一大片‘北方的空地’”,那里就是毕业典礼当天山显任的坐标——羌塘。
羌塘与可可西里、阿尔金和罗布泊并称中国四大无人区,是国内徒步最危险和艰难的路线之一,被称为“生命禁区”。这里保存了古特提斯洋的海洋沉积记录,奥陶纪以后的古生界都属稳定的滨、浅海沉积。
科考队预测,这里的泥盆纪地层未遭受变质作用,蕴含着巨大的化石潜力,可能能够找到鱼类化石,填补西藏古生代鱼类化石缺失的空白,帮助我们打破一些固有认知,更深入地认识曾经沧海如何演变为今日桑田。
山显任坦言,自己所从事的课题,似乎一直具有“打破传统”的标签。
正如当时九尾狐甲鱼的发现,师生合力综合了包括软骨鱼类和硬骨鱼类在内的61个现生属种和160个现生鱼类游泳速度的数据库,对已经灭绝的古生代鱼类的43个属种,在地质时代不确定性的基础上,采用最大似然法对包括盔甲鱼类在内4500个早期脊椎动物系统发育树进行了综合的游泳速度模型分析,最终否定了传统的“积极的捕食策略倾向导致有颌类起源”假说。
野外作业
打破传统,走出新路,古生物专业在多学科多技能的交叉加持中,在师生教学相长的思想激荡里,为持续创新碰撞着无限可能。
“演化古生物学与地质学,基因组学,发育生物学,分子生物学,生物地理学,生态学……”山显任认真“盘算”了一下课题可能接触的专业,大概大小类至少10个分支,多面手的专业素养之外,“能文能武”也成为整个古生物师生团队的另一个“标签”。“退”可文献收集,“进”可野外科考。“宜动宜静”之下,工作环节从广泛阅读到野外调查,从采集采样到技术处理,从显微镜观察到化石修理,再到最后的数据处理、统计分析,综合方法加综合分析中,古生物学者带领时代读懂化石体内蕴含的生命演化基本信息,带来层出不穷的新发现与新认识,为生命之树建立一个完整的框架。
盖志琨(中)山显任(右一)
“这个过程中,每一个参与的人,也在受到滋养。”山显任感慨,导师们带领多学科学生共同研究一项课题,这种科教融合的模式对学生科研综合素质的培养有着巨大价值,也帮助学生更加清楚地了解到最新的科研进展以及亟待解决的重要科学问题。“我们通过参与导师的课题与科研紧密结合,能够在真正意义上使教学内容贴近并且服务于科研实践,提升了运用所学知识和技能解决复杂科学问题的能力。”
虽说是“带学生”,盖志琨把它更视作一场师生共同成长的旅程。导师在教学中也能够将自己的科研成果应用到教学实践中,同时通过教学过程发现问题、解决问题,从而推进科研的进程,实现科研成果的转化。“既然带了学生,就得带好,对学生、自己都是成长、都要负责任。”
自从2012年学成归国,盖志琨除野外科考之外,十年如一日地在凌晨四点走进办公室,一头扎进4亿年前的古鱼类化石里。
“凌晨四点,办公室的灯光”,成为团队成员都知道的“梗”,山显任觉得自己对这条科研之路的坚守和热爱,也由这束光点亮着。