宋海軍（右）和學(xué)生代旭。受訪者供圖
■本報(bào)見習(xí)記者 徐可瑩
2015年，在位于貴陽(yáng)市與龍里縣交叉帶的一處小山坡上，博士研究生代旭驚呼一聲。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(guò)。導(dǎo)師宋海軍聞聲趕來(lái)，竟也摸不準(zhǔn)上面的肢體碎片屬于哪種生物。
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《科學(xué)》上。
宋海軍和代旭來(lái)自中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)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(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)及法國(guó)、加拿大、瑞士等國(guó)外機(jī)構(gòu)的研究人員共同完成了這項(xiàng)研究。
在約2.5億年前那次生物大滅絕中，海洋中超過(guò)80%的物種被抹除。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)蘇及重建至少需要幾百萬(wàn)年，甚至上千萬(wàn)年。然而，宋海軍團(tuán)隊(duì)基于8年前在貴陽(yáng)市周邊發(fā)現(xiàn)的特異埋藏化石庫(kù)，首次證明也許在大滅絕后僅百萬(wàn)年，海洋生態(tài)系統(tǒng)就已經(jīng)恢復(fù)了生機(jī)。
“龍蝦賞飯吃”
用宋海軍的話講，能取得這樣的成果，實(shí)屬是他們“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(lái)，可能是遇到好東西了。所有人都變得興奮起來(lái)，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(guò)初步鑒定，那塊化石中鑲嵌的是龍蝦肢體碎片。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(zhǎng)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。特別是放射蟲這種硅質(zhì)生物，它的發(fā)現(xiàn)具有特殊意義。
對(duì)于二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交的這次生物大滅絕，科學(xué)界存在一種假設(shè)，認(rèn)為此次生物大滅絕導(dǎo)致地球上的生物硅不再沉積，即所謂的“硅缺失假說(shuō)”，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(guò)鑒定分析確定放射蟲化石形成的時(shí)間和地理分布，就能為生物大滅絕后的生物硅循環(huán)提出新認(rèn)識(shí)。
最終的鑒定分析結(jié)果表明，宋海軍他們發(fā)現(xiàn)的貴陽(yáng)生物群共有12個(gè)綱19個(gè)目40多個(gè)種，實(shí)現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)級(jí)全覆蓋。這其中包括人類迄今發(fā)現(xiàn)的最古老龍蝦。盡管宋海軍稱其為“運(yùn)氣”，但不可否認(rèn)的是，團(tuán)隊(duì)能夠發(fā)現(xiàn)這樣的“寶藏”化石庫(kù)，是偶然中的必然。就宋海軍自己而言，入行近20年，他在華南一帶從事野外考察工作已有15年之久。
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，像一團(tuán)未知的混沌。以現(xiàn)代世界的思維及技術(shù)手段，透過(guò)億萬(wàn)年的滄海，去捕捉地球前世的真相，是一件既刺激又無(wú)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)，但往后一系列綜合性鑒定分析工作，才是耗時(shí)耗力的難點(diǎn)。
此次發(fā)現(xiàn)的生物群多達(dá)12個(gè)綱，需要集合全世界頂尖學(xué)術(shù)力量，才能徹底揭開這個(gè)化石庫(kù)的神秘面紗。為了更好地鑒定化石群中的魚類化石，他們同中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所和國(guó)外分類學(xué)專家進(jìn)行了合作。
此外，化石的成像及定年也是個(gè)難題。這項(xiàng)研究中，宋海軍團(tuán)隊(duì)使用先進(jìn)的元素成像技術(shù)，借助化石中的化學(xué)信息成像，研究化石屬性。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(guó)際頂尖實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行鋯石高精度定年。
將來(lái)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(wú)法相互支撐，就證明前期的實(shí)驗(yàn)失敗。好在令人興奮的結(jié)果出現(xiàn)了，證據(jù)比對(duì)成功。他們的推測(cè)是正確的。
這項(xiàng)成果是宋海軍第一項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)》上的研究成果。而他剛剛步入40歲，進(jìn)入了一個(gè)科研工作者的“當(dāng)打之年”。2022年底，他獲得了第17屆中國(guó)青年科技獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)項(xiàng)。近5年，他和團(tuán)隊(duì)的研究成果曾三次入選“中國(guó)古生物十大進(jìn)展”。
跨過(guò)40歲的門檻，宋海軍認(rèn)為自己迎來(lái)了一個(gè)新的起點(diǎn)。“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)，進(jìn)一步拓展新的科學(xué)問(wèn)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(wèn)題。時(shí)至今日，思考并解決新問(wèn)題，已經(jīng)成了我每一天的習(xí)慣。再做些容易取得的重復(fù)性成果，我覺得沒意思、提不起興趣了。我想不斷嘗試做些新東西、提出新問(wèn)題。這就是我走到現(xiàn)在思想上最大的轉(zhuǎn)變。”宋海軍說(shuō)。
石頭是如何開竅的
一塊化石要被用作科學(xué)研究，需要把它混沌的、無(wú)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)志愿時(shí)，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(guó)地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)學(xué)基地班錄取。他清楚地記得，開學(xué)后第一門專業(yè)課是中科院院士殷鴻福親授的《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，能夠擁有課外科研的機(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。
彼時(shí)，童金南正在參與殷鴻福牽頭建立“金釘子”之后的工作，主要研究二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之交的生物及環(huán)境演變。這讓宋海軍從側(cè)面初步建立起對(duì)地球生物學(xué)的懵懂認(rèn)知并產(chǎn)生強(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(lái)，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，他算不上一名勤奮的學(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，經(jīng)歷了同導(dǎo)師一樣的“開竅”過(guò)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)》，主講老師是宋海軍。多年前的一幕似乎重演了，只不過(guò)那時(shí)宋海軍坐在臺(tái)下，臺(tái)上是殷鴻福。
后來(lái)，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，并在攻讀博士學(xué)位時(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。
無(wú)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(jī)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”。
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科學(xué)網(wǎng)—1篇《科學(xué)》論文歷時(shí)8年，他們是如何“開竅”的 (sciencenet.cn)
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2023年3月16日 第4版 人物)
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