就這樣懵懵懂懂闖入古生物的世界,蓋志琨也不知道自己有沒有興趣。但他相信一個簡單的道理:“你要先把事情做到極致,才能談是不是有興趣?!?/p>
中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(以下簡稱中科院古脊椎所)副研究員蓋志琨的辦公室就在北京動物園對面。與動物園中生龍活虎的飛禽走獸形成某種奇妙的呼應,他的辦公室里堆放著數(shù)億年前的古脊椎動物化石,它們被認為是脊椎動物早期的祖先之一。
這間辦公室活像個小型自然博物館?;行蚨询B在一起,環(huán)繞著辦公桌,蓋志琨伸手就能拿到它們。桌子對面的書架上整齊擺放著天然礦石,墻上則掛著他在野外科考時撿來的巨大耗牛頭骨。蓋志琨每天就坐在這里,在這些沉默不語的石頭中尋找著生命演化的蛛絲馬跡。
在受疫情影響無法外出科考的日子里,蓋志琨從一枚核桃大小的瓣齒鯊牙齒化石開始,讀出了一個史前巨鯊跨大洋遷徙的故事。這枚首次在中國發(fā)現(xiàn)的瓣齒鯊屬牙齒化石,大大擴展了瓣齒鯊在北半球的古地理分布范圍,為瓣齒鯊跨古特提斯洋遷徙提供了重要的化石證據(jù)。
前不久,相關(guān)研究成果以封面文章形式發(fā)表于國際學術(shù)期刊《地質(zhì)學報(英文版)》。
機緣巧合發(fā)現(xiàn)史前巨鯊
就像生物進化總是充滿巧合,蓋志琨對于瓣齒鯊的研究發(fā)現(xiàn)同樣是一個奇妙的巧合。蓋志琨此前的主要研究對象并非鯊魚,而是與其相去甚遠的無頜類盔甲魚。不過,在機緣巧合下,蓋志琨從山西陽泉的地方科研人員那里得知了瓣齒鯊化石的存在,“這幾枚化石幾年前就被發(fā)現(xiàn)了,但一直被存放在展覽館里沒人研究”。
彼時,正因疫情哪也去不了的蓋志琨,打算讓這幾枚被“雪藏”的化石“復出”?!爱敃r,我只是想拓展一下自己的研究視野,做一個兩三頁的簡報就差不多了?!彼貞浀馈?/p>
但隨著研究逐漸深入,他發(fā)現(xiàn)這顆牙齒并不簡單。在歷史上,曾有兩位瓣齒鯊的發(fā)現(xiàn)者。瑞士古生物學家路易斯·阿加西最早發(fā)現(xiàn)這一物種并進行了初步命名,“但他沒有發(fā)現(xiàn)這其實是一個全新的分類”。到了1840年,英國古生物學家理查德·歐文爵士再次發(fā)現(xiàn)瓣齒鯊,并將其作為一個新物種進行了歸類命名。不僅如此,瓣齒鯊同樣與我國緣分不淺。我國古脊椎動物學奠基人楊鐘健曾在上世紀50年代發(fā)現(xiàn)過瓣齒鯊類牙齒化石。
“原來一顆牙齒后面有這么深的歷史底蘊?!痹诿鞔_物種歸屬后,蓋志琨發(fā)現(xiàn)該屬種化石此前僅被發(fā)現(xiàn)于美國和歐洲,在我國屬首次發(fā)現(xiàn)。地質(zhì)研究表明,2.9億年前的山西陽泉曾是一片靠近赤道的溫暖淺海,而瓣齒鯊屬牙齒化石在此出現(xiàn),說明其當時已具備了跨大洋的遷徙能力。同時,其刃狀牙齒邊緣上布滿的大量垂直細槽和其具有的巨大咬合面表明,瓣齒鯊或許能對獵物肌肉組織進行撕咬,生態(tài)位類似于現(xiàn)代大白鯊,是古生代海洋里的頂級掠食者。
至此,一個數(shù)億年前具備跨大洋遷徙能力的史前巨鯊形象被他逐漸勾勒清晰。
為頜起源研究帶來曙光
瓣齒鯊只是蓋志琨科研歷程中的“番外篇”,他的主要研究對象是比鯊魚小得多的無頜類盔甲魚,“這是一種中國特有的無頜魚類”。
頜,在脊椎動物進化過程中扮演著重要的角色,“有了頜,它們的進食方式就可以從濾食變?yōu)橹鲃硬妒?,這是進化的一大步”。但從無頜到有頜,這中間仍有大片的進化空白等待填補。無頜類盔甲魚恰巧位于兩者之間,為頜的演化進程提供了重要證據(jù)。
讀研期間,蓋志琨在浙江等地陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批無頜類盔甲魚化石,他完成了這些化石外部形態(tài)的大部分描述性研究工作。2006年,臨近碩士畢業(yè)時,蓋志琨拿到英國皇家學會提供的全額獎學金,獲得了出國深造的機會。
國外求學時,蓋志琨把實驗室叫作“小黑屋”,“屋子很小,沒有窗戶,沒有陽光,不開燈就是漆黑的”。他的工作與盲人摸象無異,利用瑞士同步輻射光源掃描僅憑肉眼看不見的化石內(nèi)部,得到一張張在外人看來有些模糊、分辨不出具體形狀的黑白圖片。然后他要憑借著對盔甲魚的足夠了解,用這些二維圖片重構(gòu)出盔甲魚化石內(nèi)部的三維結(jié)構(gòu),拼湊出一頭完整的“大象”,在其中尋找頜演化的軌跡。
蓋志琨在這間“小黑屋”里坐了3年,2萬張圖片反復看了不下10萬次,共計復原重構(gòu)出了7個盔甲魚化石標本的內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)。但可惜的是,直到3年獎學金資助時間截止,他只復原了標本,還未進行深入的研究,更無成果可言?!叭ビ裁匆矝]干,全耗在實驗室里了?!鄙w志琨感到苦悶。
“那段時間,我非常郁悶,一個字也寫不下去?!彼麤Q定走出低谷,準備回國。
2008年,蓋志琨帶著一路陪伴他的化石和復原重建好的標本踏上歸國之旅。他努力調(diào)整自己的心態(tài),相信觸底反彈,“反正已經(jīng)不能再差了,剩下的就只能是往上走”。
回國后,他每天早上4點起床,在無人打擾的清晨獨自上路?!澳呐挛颐刻炀蛯?00字,也比一點不寫要好。”他明白了科研要坐“冷板凳”的真正涵義,開始反復打磨與修改文章。
一晃3年又過去了。2011年,《自然》(Nature)雜志以封面推薦論文形式發(fā)表了蓋志琨在無頜類盔甲魚方面的研究成果。該成果為研究脊椎動物頜的起源帶來了新的曙光,這個發(fā)現(xiàn)于浙江的小魚也因此被命名為“曙魚”。而以此研究為基礎,蓋志琨完成了400頁的博士論文。這本厚重的博士論文今天仍被擺在他的辦公室,蓋志琨將其視為代表作。
把事情做到極致
雖然取得了一些成果,但蓋志琨愿意將部分功勞歸于“好運”。因為他清楚地明白,有所發(fā)現(xiàn)只是少數(shù)時刻,一無所獲才是科研中常有的事。他至今記得導師、中科院古脊椎所研究員朱敏告訴自己的話:“對古生物研究者來說,野外就是你最大的實驗室,像搞物理化學實驗一樣,你也要面臨許多次失敗,但只要你不輕言放棄,持之以恒地做下去,總有一天你會有收獲!”
談及入行的原因,蓋志琨毫不避諱地說,這同樣是一個巧合。高考前食物中毒,他被調(diào)劑到了沒填報過的地球科學系,學了一個他“沒聽說過的專業(yè)”——資源環(huán)境區(qū)劃與管理。大學4年,蓋志琨逐漸摸到一點門路,他打算繼續(xù)讀研。為了避開令他苦惱的數(shù)學,他選擇了古生物學,“最初就是想著學古生物不用考數(shù)學,我就報了”。
就這樣懵懵懂懂闖入古生物的世界,蓋志琨也不知道自己有沒有興趣。但他相信一個簡單的道理:“你要先把事情做到極致,才能談是不是有興趣?!?/p>
第一次去浙江長興科考時,蓋志琨就住在老鄉(xiāng)家里,包吃包住,一天30元。他每天騎著老鄉(xiāng)借給他的自行車,去“魚點”找化石。所謂的“魚點”,不過是采石場,有時也可能是建筑工地。“前面采石場工人還在采石頭,我就跟在后面撿?!彼f。
在野外的一個月里,蓋志琨越來越覺得這個專業(yè)有意思。他仍記得自己第一次發(fā)現(xiàn)新物種時的興奮,“那種感覺,就是給我一百萬元也不換”。
蓋志琨看重科普的價值,他想把古生物的樂趣帶給更多的人。此前他做的關(guān)于鴨吻魚的研究被報道后上了“熱搜”,大眾對古生物的興趣讓他受到鼓舞。“沒想到大家對這么奇怪的古生物感興趣,這讓我們研究起來也更有動力?!彼f。
鴨吻魚的相關(guān)研究是蓋志琨與其指導的本科生共同完成的。古生物專業(yè)較為冷門,學生人數(shù)相對較少,“所里一直是老師多、學生少”。因此,蓋志琨格外重視對學生的培養(yǎng)。
今年年初,從一張簡單的化石照片開始,蓋志琨指導本科生完成了關(guān)于鴨吻魚的重要研究,成果最終發(fā)表于國際學術(shù)期刊《歷史生物學》。
“我?guī)У谋究粕话憧梢园l(fā)兩篇文章,一篇一作、一篇二作。”蓋志琨認為這是他的責任,“既然帶了學生,就得帶好,對學生、自己都要負責任?!?/p>
那次意外的“熱搜”也讓蓋志琨更加篤信,無論是研究還是教學,把事情做到極致,總會有意想不到的收獲。
左手科研、右手科普,蓋志琨說,未來自己要兩手抓,在古生物這條科研路上,繼續(xù)“極致”前行。