【获奖作品】春夏秋冬又一春

作者:孙东临来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-04-03

如果化石有记忆,他会告诉我们些什么?

 〖本作品荣获“和院士一起做科普”2017年十佳新锐科普创客大赛文章类三等奖。

  早春:发掘

  和煦的暖风催生万物复苏。

  “哈,终于睡醒了。”我正要伸个懒腰,准备像往常一样去野外觅食,突然发现身体竟然嵌入坚硬的岩石,无法动弹!正在这时,一个声音响起:“太棒了,如此完整的化石样本,这是前所未见的考古界发现!”化石?考古?难道........

  此时记忆我的慢慢清晰:很久以前,我在茂密的丛林中快乐地生活。一天,高原的巨火山突然喷发,滚烫的飞石和岩浆喷涌而出,恐龙伙伴们四散逃亡。一棵大树猛地砸来,我两眼一黑,后面的事情就不知道了。唉,原来我已经在那次火山爆发中遇难,尸体也已经风化成为了化石........

  待我回过神,已经来到一间研究室,周围是一群穿着白衣服,戴着白手套的研究员。他们见到我都十分高兴:“这可是迄今发现的世界上最早的带毛恐龙化石呢!”

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  图片来源:New Scientist

  其中一名男子两眼精神矍铄,闪着坚毅的光芒。他俯下身对我说:“小伙伴你好,我是沈阳师范大学古生物研究所徐星教授,就让我来揭开你的身世之谜吧!”唉,我已经死去不能讲话,这位又徐教授怎么可能从无言的化石中获知事实的真相呢?

  半夏:修复

  天气炎热,窗外的蝉鸣声不绝于耳。

  由徐星教授带领的精英考古研究团队成立,研究对象自然就是我。

  这段时间里,徐教授每天早出晚归,指导着耗神耗力的修复工作,我也耳濡目染,慢慢变成了“化石小行家”。化石修复,就是要在不造成损伤的情况下,把没有暴露的化石从围岩中显露出来,并且把断裂的化石用石膏或其他粘合剂修补完整。通过专业的化石修复工作,古生物骨骼的真面目能够得以恢复,便于进行研究。

  徐教授让研究团队靠近观察化石。

  “在沉积颗粒细腻的岩层中,鸟化石会保存有完整的骨骼,甚至连皮肤上的衍生物,都会形成精美的印模。这块化石嵌在薄片状的泥页岩中,石板上露出的只是整体的一部分,因此需要使用人工剔针或钢笔型气动钻,把附着在化石上的岩板刮除。”他强调道,“清理有羽毛和花纹的化石,一定要注意细微部分的修理,除了用光学显微镜和医用剔针之外,还可以使用气吹、刮刀、镊子、刷子、打磨石和粘接剂等,千万不能损伤化石。复原工作讲究见微知著,每一处小细节都可能影响整个科学结果!”

  实验室的工作人员们兢兢业业地开始工作。我身体周围的岩土比较松软,怕伤及骨骼,他们只能用剔针的针尖一点点把岩石剥离开,之后再小心地用橡胶气吹把剔掉的岩石粉碎面和碎块吹干净。待轮廓基本成型,就用钢笔型气动钻粗修,把化石上的硬质围岩去除。

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  图片来源:中新网

  脆弱的羽毛部分是修复工作的难点,为了准确塑形,又不损伤羽翼表面的微小细部,需要进行缜密的精修。徐教授亲自操刀,他一手拿剔针,一手拿气吹,在光学显微镜下挥汗如雨。碎屑和粉尘覆着他的脸颊,但他顾不上去擦;汗水淋湿背脊,他也不舍得歇歇。我的外形慢慢显露出真容,教授眼中的血丝却与日俱增;我的片片羽翼栩栩如生,教授的神情日渐消沉。

  初秋:命名

  树叶由绿变黄,秋天的脚步近了。

  随着修复工作的完结,对于我的研究工作进入到下一阶段。在这之前,当然是要先给我起个名字才好。叫什么呢?孔雀龙好听,彩虹鸟也不错……正当我胡思乱想的时候,徐星教授带着一个男孩进入房间。

  “儿子,这就是爸爸目前在研究的化石。”徐教授指着我对着男孩说。

  “爸爸,这就是你经常加班的罪魁祸首啊!”小男孩不屑地说。

  教授充满无奈,他叹了一口气,换了个话题:“对了,爸爸刚给它取了个名字,你想不想知道?”

  “丑八怪鸟?”

  “给恐龙取名字可是大有学问的。”徐星博士耐心讲解:“大多数恐龙的名称是根据自身方面的一些特征定出来的。还有些恐龙被认为有特殊的习性而以此定名。此外有些恐龙,是以最先发现它们化石的地点来定名的。

  通过对这块化石的矿物元素检测,我们发现它属于侏罗纪中期或晚期。你看,在它的骨架周围清晰地分布着羽毛的痕迹,特别是在前、后肢和尾部均分布奇特的飞羽。更奇特的是,其趾爪以外的趾骨上都被有羽毛,这种完全被羽的特征在灭绝物种中尚无报道。所以我们最初判断它应该是一种鸟类化石。”

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  图片来源:红动中国

  男孩不解地问:“有羽毛的不就是鸟吗?”

  徐教授回答:“与德国的始祖鸟相比,它的初级飞羽和次级飞羽的长度很接近,而且飞羽相对小,羽轴纤细,羽片弯曲对称,尖端钝圆——也就是说,它显然不适于飞行。因此我们最终判定它是与鸟类亲缘关系最近的一种小型兽脚类恐龙,即外形近似鸟类的恐龙。”

  “原来是这样,好有趣啊!”男孩听得着迷。

  说到这里,徐教授来到一幅肖像画前,画中是一位风度翩翩的外国学者:“孩子,这是英国著名学者托马斯●亨利●赫胥黎,科学坚定的卫道者。他早在19世纪初,就发现了恐龙和鸟类的骨骼结构有很多相似之处,并于1868年最早提出‘鸟类起源于恐龙’的假说。验证假说就是爸爸目前在研究的课题,但也是爸爸的一块心病,因为似鸟类恐龙化石以往在侏罗纪地层记录匮乏,相关理论也就没有足够证据支持。这块化石的发现,正填补了进化关键环节中的空白,为鸟类起源于兽脚类恐龙假说提供了更有力的证据,而且为羽毛和飞行起源的研究提供了重要信息!”

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  图片来源:哲学门

  说到激动处,徐教授消瘦的脸上泛起红晕,他看了看我,又看了看孩子。“儿子,你现在可能还不完全明白爸爸工作的内容,也不完全理解爸爸工作的意义。但正像赫胥黎所说的,科学研究‘要意志坚强,要勤奋,要探索,要发现,而且永不屈服’,爸爸辛苦工作是要用科学作为武器,了解历史的真相,还事物以本来面目。”

  男孩兴奋地点点头:“爸爸,我以后也想成为像你和赫叔叔一样的科学人。对了,你还没告诉我这块化石的名字?”徐教授笑了:“为了纪念赫胥黎,爸爸决定叫它‘赫氏近鸟龙’。”

  赫氏近鸟龙,一个融合了情感与科学的名字,我喜欢。

  中秋:复原

  时光如白驹过隙,转眼间红叶飘飘,秋天已经过半。

  这天,研究所迎来一批特殊的访客:考古学专业的学生们。徐星教授在百忙之中接待了他们。大家兴致勃勃地参观,一边学习一边提问,徐教授全都耐心地给予回答。

  最后,大家聚集到我的面前。一位学生说道:“徐教授,这个化石看上去好特别,我很想看看它原来的模样。”

  徐教授笑了:“这位同学不要着急,我们正在进行复原工作呢。”

  同学继续提问:“教授,请问化石的复原需要哪些步骤呢?”

  “化石复原是个十分有趣的过程,”徐教授娓娓道来,“第一步是骨架复构。首先工作人员通过观察,逐一确定并描绘出化石石板上保存的全部骨骼,同时对其中的一些骨骼进行形态修正,然后通过计算比例、参考亲缘关系接近的恐龙等方法逐一补完骨骼。这些工作完成后,就可以利用人工绘图和电脑模拟软件建立该生物正常形态的骨架草图了。

  接下来就可以在骨架上增加肌肉组织。肌肉复原专业性非常强,因为它的方法主要是依赖于现代动物解剖学知识的,也就是说,根据肌肉和韧带在骨骼上留有的附着痕迹,和不同动物身上不同肌肉的功能与发达程度来进行判断。例如,越是强大有力的肌肉、韧带附着痕迹越明显,但一些细小的比如面部肌肉或者手脚的小肌肉组则隐秘得多。由于赫氏近鸟龙的肌肉多被羽毛覆盖,所以相对而言,后者才是复原的重要因素。”

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  图片来源:果壳网

  教授抿了抿干裂的嘴唇,继续讲解:“在添加上大致的肌肉确定了整体轮廓后,就到了或许是古生物复原当中最为复杂、繁琐的一步了——为动物复原出一个合理的、令人信服的体色和纹理。以这块化石为例,我们召集全国考古学者、《国家地理》杂志顾问等专业人士,就羽毛结构、运动形态等方面详细研讨,最后综合意见绘制出覆羽的仿真图。实际上,这一步骤出现错误的可能性非常大,因为大多时候都只能是复原绘师发挥自己的想象力和相关知识储备来完成。

  值得一提的是,还原动物生态环境也是十分重要的,它的存在使得复原效果更为完整。提取的化石所携带的沉积化学元素、植物孢粉等环境信息,让我们可以最大程度丰富生物所处的时代背景……”

  “请问您在多年复原过程中想过放弃吗?”一名学生提问到。

  “有过无数次........”徐教授沉思良久,又接着说:“可这么多年过去了,我还是坚持下来了,不是吗?”

  寒冬:出错

  复原效果图已经完成,可是我的心情却像窗外的寒风一样冰冷。

  这怎么会是我的模样?眼睛、翅膀、羽冠........这些外形结构倒是正确,但身上棕色的羽毛可不是我的风格!如果把这个错误的形象展示给大众,会造成多么不好的影响啊!

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  图片来源:新浪科技

  仿佛听到了我的心声,徐星教授也对复原结果存有疑虑。这几天他一直在复查数据和资料,确保结果的准确性。看着教授疲惫而忙碌身影,我暗自为他打气:离真相就差一步了,教授加油!

  又一春:亮相

  早春的阳光照耀着北京自然博物馆,今天是赫氏近鸟龙复原图对外展示的大日子。我也来到发布会现场,共同见证这一重要时刻。简短开场后,主持人邀请徐星教授讲话。

  “我们犯了一个巨大的错误!”教授开门见山,引来现场一片哗然。“对于赫氏近鸟龙初期复原的依据是借古论今:以丹顶鹤、孔雀等为模型,判断羽冠的展示作用,所以做成亮眼的朱红色;而身体的棕色则是借鉴现代猎食鸟类,比如雕、鹰等猛禽的颜色进行意造——这样拼贴出的‘四不像’缺乏坚实的根据。”

  徐教授顿了顿,继续说:“科学需要大胆猜想,严谨求证更是不可或缺。我们联合北京自然博物馆、北京大学、美国耶鲁大学、德克萨斯大学、阿克伦大学的科学家,组建全球性研究团队,调用顶尖技术仪器,再次进行复原检测工作。科研人员在化石全身羽毛中取了29个样品,通过扫描电镜和透射电镜找到了保存极好的黑素体和外膜。黑素体是一种在单层膜内含有褐色和黑色的黑素结构,也是揭露羽毛颜色密码的重要钥匙。接下来,全球学者们对这些黑素体大小、长度、形状进行测量和统计,同时还从现代鸟类的不同颜色羽毛中提取样品,对黑色素体的不同指标进行统计分析。整合两项分析结果,最终确定赫氏近鸟龙全身所有羽毛的颜色。”我心中不由惊叹,原来这当中还有如此曲折的经历!

  随着台上灯光渐暗,大屏幕慢慢浮现出最终复原图:一只似鸟形的恐龙正展开双翅膀疾步奔跑。它的嘴像啄木鸟一样,头顶有簇红褐色的羽毛,翅膀黑白相间,翼间青亮;腿上也覆着玲珑的轻羽,一直延伸到脚趾附近,好像另外一对翅膀........我呆呆望着屏幕中栩栩如生的形象,仿佛在照镜子一般,这就是我——赫氏近鸟龙的本来面目啊!

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  图片来源:中国科技馆官网

  大家起立鼓掌,纷纷对徐教授表示祝贺,他却一直在谦虚地微笑表示:“我们做的很不够,还有需要研究的地方........”

  我知道,在古生物复原这场穿越时空的探索之旅中,复原图中的每一处细节都凝聚了他的心血。挖掘、修复、复原过程填满了他生活的日日夜夜;查阅、讨论、纠正环节贯穿他人生的春夏秋冬;质疑、孤独、坚定等复杂情感萦绕着他的喜怒哀乐........难道他做得还不够多,还不够好吗?也许在他的字典里,从来没有“满意”二字,毕竟科学是一座道阻且长的高峰,只有敢于创新、精益求精的勇者才能登上最顶点。

  我望着美丽的复原图,回忆起和徐教授共度的一个个春夏秋冬........

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