探寻生命演化的奥秘

作者: 刘静静

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编者按:

对于一个国家而言,科技是软实力。国家重点实验室是一个行业科研水平最高标准的体现,也是一个国家科研水平最高标准的体现。我国重点实验室在科学前沿探索和解决国家重大需求方面发挥了非常重要的作用,我们会对部分重点实验室进行介绍,让读者走近科学大师,感触科技前沿,提高科学文化素质。

距今约5.3亿年前的早寒武纪,比人们熟悉的侏罗纪时期还要早4亿年。当时,地球上的生命是以什么形态存在的呢?

在云南澄江帽天山,一块被意外发现的化石揭开了这段地球上最遥远的历史,更记录了数亿年前生命的痕迹。这便是距今5.3亿年,被国际科学界誉为“古生物圣地”“古生物化石模式标本产地”“世界级的化石宝库”的澄江动物化石群。

2012年7月1日,在圣彼得堡召开的第三十六届世界遗产大会上,云南澄江化石群成功申报世界自然遗产,填补了中国化石类自然遗产的空白。而这一研究发现只是现代古生物学和地层学国家重点实验室众多珍贵发现中的一个。

现代古生物学和地层学国家重点实验室依托中国科学院南京地质古生物研究所,于2001年7月由科技部批准建设。经过数十年的发展,实验室已经成为古生物学和地层学领域的国际领先者,目前是国际三大古生物研究中心之一,也是中国在古生物学和地层学领域的重要科研基地。在这里,科学家如同时间侦探,穿梭于亿万年的历史迷雾中,探寻生命起源的奥秘和地球演变的足迹。

关于生物的起源和演化、地球生命系统的演变,化石是最好的见证者。但化石本身不会告诉人类它来自哪个年代,因此现代古生物学和地层学国家重点实验室有五个主要研究方向,分别是综合地层、早期生命演化、古生代海洋生物演化、陆地生态系统的形成和演化、沉积矿产的基础地质。其中,综合地层是第一研究方向。

“全球地质年表”是全世界地质学家的共同语言,也是研究地球各种物质和生命过程所必需的统一的时间框架。然而,国际年代标准如何确定,就需要全球年代地层单位界线层型剖面和点位(GSSP)——俗称“金钉子”来界定。作为特定时间段和时间点的全球标准,“金钉子”的确立代表了一个国家地学研究的综合实力。中国在确立“金钉子”方面的成绩尤为突出,其中现代古生物学和地层学国家重点实验室团队主持确立7枚,参与确立2枚,这在国际上是独一无二的成就。

我国第1枚“金钉子”是奥陶系达瑞威尔阶的底界,于1997年在浙江省西部的常山县黄泥塘剖面被确立。2011年7月,位于浙江江山碓边附近的寒武系江山阶“金钉子”被确立,成为在我国确立的第10枚“金钉子”。2018年6月,第11枚“金钉子”被“钉”在了贵州剑河。这不仅是一个科学里程碑,还是中国地学研究综合实力的体现。

现代古生物学和地层学国家重点实验室的科研成果不仅在地层学领域取得突破,还在古生物学领域取得显著进展。在过去的半个多世纪里,全球相同时代地层中发现了30多处埃迪卡拉生物群化石,唯独中国没有。中国科学院南京地质古生物研究所研究员袁训来和他的团队艰难寻找,终于在三峡考察时意外发现一块看上去有点像芭蕉叶,也有点像乌龟壳的石头,而这也是他们一直在寻找的典型的埃迪卡拉生物群化石。

埃迪卡拉生物群的发现,成为我国早期生命研究领域的一个重大突破,其中凝聚了几代科学家的不懈坚持,可谓“十年磨一剑”。这样的发现在现代古生物和地层学国家重点实验室发展历史上还有很多。

1984年,刚硕士研究生毕业的古生物研究员侯先光凭借一块化石,意外发现了澄江动物群化石。随后,陈均远和舒德干等科学家通过不断挖掘与深入研究澄江动物群化石,深度诠释了“寒武纪大爆发”这一令达尔文都感到困惑的重大疑难科学问题。地层古生物学家金玉玕带领的团队精细剖析了二叠纪末期生物大灭绝事件,为理解地球生态系统的最大一次灾难提供了宝贵的科学依据。

科学传播和科教融合也是现代古生物学和地层学国家重点实验室工作的重要组成部分。科研人员不仅在国内外学术刊物上发表高质量的研究成果,还积极参与科普教育和公众科学传播的活动。南京古生物博物馆、化石网和《生物进化》杂志等平台,都是实验室对外宣传的窗口。通过这些平台,实验室将古生物学和地层学的知识与研究成果传播给了更广泛的读者。

现代古生物学和地层学国家重点实验室的科研人员用智慧和勇气不断解锁地球历史的密码,为大众揭开生命演化的神秘面纱,不仅让我们对地球的过去有了更深的理解,还为我们的未来提供了无限的可能。随着科学研究的不断深入,我们期待实验室带来更多的科学发现。

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