雲南:古生物化石破解生物演化之謎的“鑰匙”

來源:雲南網

雲南:古生物化石破解生物演化之謎的“鑰匙”

雲南:古生物化石破解生物演化之謎的“鑰匙”

渤海鳥化石。供圖

近日,考古學家在祿豐市金山鎮大荒田村發現了一具保存完整度超過70%的8米長恐龍化石。中國恐龍研究之父楊鍾健的傳人、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的尤海魯博士也因此重返“恐龍化石之鄉”。

作為研究生物起源和演化的科學依據,古生物化石是一把珍貴的“鑰匙”。在雲南,從元古代到新生代各地質時代的地層皆有。“從寒武紀的澄江動物化石群到泥盆紀的曲靖古魚、三疊紀的羅平生物群,再到侏羅紀的祿豐恐龍,人類祖先臘瑪古猿,第四紀的元謀猿人,雲南的古生物化石保存時間線完整、種類多、規模大、多樣性豐富。”尤海魯認為,雲南是研究古生物的寶庫和天堂。“古生物化石的研究無一不在啟示生物多樣性的重要,保護好生物多樣性,對人類生存具有非常大的意義。瞭解過去,是瞭解現在的基礎。理解了地球生命的來龍去脈,有助於我們更好地對待現在,把握未來。”

澄江化石地

見證5.18億年前生命的演化

2012年7月1日,澄江化石地申遺成功的這一天,澄江市九村鎮龍潭村委會路溪勺村村民蘇萍剛結束了一天的勞作,回到家就得知了這個消息。路溪勺村位於帽天山腳下,這裡特別的地層不僅埋藏著距今5.18億年前的海洋生物化石,還蘊含著豐富的磷礦資源。在沒有進行化石地保護前,村民只需將土地出租給礦場開採,就能獲得一筆不小的收入。

1984年7月1日,來自中國科學院南京地質古生物研究所的侯先光在帽天山西坡找到了一塊長尾納羅蟲化石,這一錘敲開了一扇洞察寒武紀早期生命的大門。

據介紹,澄江化石地是中國首個、亞洲唯一、全球僅有3處的化石類自然遺產,聯合國教科文組織曾評價“澄江化石地眾多的地質證據代表化石保存的最高質量,展示了寒武紀早期海洋生物群落完整的記錄,是距今5.18億年前寒武紀早期地球上生命的快速輻射演化的見證,是最早的複雜海洋生態系統的記錄之一”。

“侯先光發現化石後,到村裡找人幫忙採集,那一年我剛剛20歲。”面朝岩層背朝天,許多“挖石工”受不了這份辛苦,紛紛辭工,只有蘇萍堅持了下來。“地層裡不斷有各種各樣的蟲子被挖出來,專家們就在地裡教我辨別。”因為認真嚴謹的工作,她還被陳均遠教授安排到工作室配合化石的修復。

目前,澄江化石地發現的寒武紀珍稀動植物化石分屬20個門類、280餘種,且80%屬於新種,幾乎所有現生動物門類的祖先都能在這裡找到。在蘇萍等人的守護下,澄江化石種類仍在不斷地被發現、補充。“磷礦有價,化石無價。澄江化石是我們的驕傲,我們要保護好它,讓其為科學研究提供更多的依據。”蘇萍說。

距離帽天山不遠處的澄江化石地自然博物館,館長陳泰敏自豪地向參觀人員介紹著鎮館之寶——鳳姣昆明魚。“在生物多樣性方面,澄江化石地無可比擬,在這裡發現的‘昆明魚’化石是迄今為止發現最早的脊椎動物。我是誰?我從哪裡來?我到哪裡去?人類終極哲學命題或將從這條化石魚身上得到解答。”

羅平生物群

重現2.44億年前的生物多樣性

在羅平縣羅雄鎮大窪子村附近的一處分岔路口,一側的山是上石坎羅平生物群地層剖面,另一側的則是響動坡羅平生物群地層剖面,羅平生物群國家地質公園就建在兩座大山相間的谷地裡,火熱施工的場面激得漫天塵土飛揚。

2007年10月,中國地質調查局成都地質調查中心二級研究院張啟躍和地質調查項目組在野外調查時,在大窪子村附近中三疊統關嶺組二段地層中發現大量保存完好的魚類化石,隨後又發現了大量爬行類及其他動植物化石。“羅平生物群化石種類豐富、規模龐大、保存完整,是世界上目前已知多樣性最豐富、化石分異度最高的三疊紀海生化石庫之一,具有重要的科學研究和科普教育價值。”張啟躍介紹,羅平生物群是由多個門類構成的完整海洋生態系統,目前已鑑定出8個門類、40屬、113種(包括55新種)。

雲南龍魚、節肢動物瘤點雲南圓蟹等足目節肢動物白氏原雙節蟲、羅平雲南海膽、羅平中華千足蟲……隨著埋藏在羅平生物群的化石逐一被髮掘、命名,這裡拼湊出了一張屬於2.44億年前的生物多樣性“宏圖”,用無聲卻鮮活的方式,向人們講述三疊紀的羅平故事。

羅平生物群可以回答什麼問題?“這裡對生態學、埋藏學、古地理、古氣候及油氣地質學都具有重要的科學研究和科普教育價值,包括揭示三疊紀時期羅平生物多樣性豐富的原因,以及現在這裡峰叢盆窪地形形成的原因等。”張啟躍對羅平生物群“答卷”探索充滿了熱情。

2009年至2014年,中國地質調查局成都地質調查中心羅平生物群研究團隊先後開展了3次化石保護性開採工作,發掘所留的採場構成了羅平生物群國家地質公園的核心部分和主要景觀。沿著山路拾級而上,“就地取材”砌起的石階,每走幾步就能發現嵌在岩層裡的化石。上到“一號採場”,成片碳酸鹽岩層夾雜著化石,形成的景觀蔚為壯觀。64歲的大窪子村委會九光村村民方勤林在這裡守護了12年,“以前我們挖到有魚在上面的石頭,都不知道是什麼,用來建房子覺得美觀。現在知道了它們叫做化石,具有很高的價值。”

多年來,在宣傳與科普下,方勤林和村裡的許多人漸漸懂得羅平生物群的重要性,他們加入化石保護的協會,成為這裡的“守護者”。“每天要巡山幾次,發現了新的化石就要及時上報。”方勤林的日常生活和化石融在了一起。

祿豐恐龍谷

讓侏羅紀時代“活”過來

“恐龍都去哪裡了?為什麼我們見不到它們了?”在楚雄彝族自治州祿豐恐龍谷裡,參觀的小朋友不時詢問著大人。這一問題,恐龍化石研究者們終其一生都在尋找答案,“中國恐龍原鄉”祿豐成為了最理想的探尋地。

大窪村距離祿豐市區僅十多分鐘的車程。這裡四周大山縱橫交錯,原地保存有兩個恐龍化石展示廳:一號展示廳內存放著許氏祿豐龍,方正的土坑裡,較為完整的恐龍化石“匍匐”於地上;二號展廳存放的是巨型祿豐龍,化石保存度只有50%,但其原始、真實的側臥埋藏姿態,再現了1.9億年前的死亡場景。

“1938年,卞美年發現祿豐恐龍化石後,楊鍾健教授在抗戰年代極端困難的條件下,堅持發掘、修理和研究,其中便有我國第一具完整的恐龍骨骼化石,也就是後來的‘許氏祿豐龍’。”祿豐市自然資源局恐龍化石保護研究中心主任王濤從上世紀70年代開始跟古生物化石打交道,幾乎參與了雲南所有重大的恐龍化石發現,參與挖掘了包括巨型祿豐龍和阿納川街龍等上百條恐龍。

1958年,中華人民共和國郵政總局發行了一套3枚古生物紀念郵票,其中一枚就是祿豐龍骨架復原圖,這枚郵票也是世界上發行的第一枚恐龍郵票。之後,祿豐相繼出土新窪金山龍、祿豐盤古盜龍、程氏星宿龍和孫氏彝州龍等恐龍化石,“中國恐龍原鄉”的名號就此傳開。自楊鍾健1941年命名許氏祿豐龍至今,在祿豐及其周邊地區已命名的恐龍有25種。“祿豐地區富集恐龍骨骼化石,更重要的是還產出了恐龍胚胎、恐龍遺蹟化石、鱷類、似哺乳爬行動物和早期哺乳動物等化石,對研究恐龍、鱷類、早期哺乳動物的演化具有重要的意義。”王濤介紹。

恐龍最早出現在2億3000萬年前的三疊紀晚期,因在6600萬年前突然滅絕而備受關注。“當時,地球上到處都有恐龍。之所以祿豐埋藏有這麼多的恐龍化石,一方面說明祿豐這塊土地當時有非常適合恐龍生存的生態環境,另一方面,只能說祿豐在侏羅紀早期和中期的地層暴露比較多、面積比較大,恐龍化石剛好就是在這個地層中。”王濤說。

為了讓恐龍化石更好地實現科普價值,祿豐世界恐龍谷應運而生。以祿豐為主,楚雄境內先後出土了百餘條恐龍和70餘條完整恐龍骨架。園內的主體館向外界展示了一個1.9億年前至1.4億年前真實存在的“侏羅紀世界”,分佈著侏羅紀早、中、晚期的恐龍化石及伴生動物群。館內一側是20世紀90年代進行發掘時的剖面遺址,原地保存的恐龍化石大約有30多具。

元謀古人類化石

中國人類的起源定義因此而變

搭乘復興號自昆明站出發,一個半小時便能到達元謀西站。由此,一些閒餘時間較多的人有了另一個“菜市場”:楚雄彝族自治州元謀縣。一年四季果蔬飄香,番茄、洋蔥、牛蒡、甜玉米、葡萄、青棗等綠色食品在這片熱土上“野蠻”生長,品質優良,備受喜愛,已成為當地的支柱產業之一。

“適應果蔬種植的環境和氣候,同時也非常適宜人類居住和繁衍。”元謀人博物館負責人段梅認為,元謀的地理和氣候條件不僅孕育出極具競爭力的冬早蔬菜,也是產生和保存170萬年前“元謀人”化石的客觀條件。

1965年5月1日,原地質部地質力學研究所錢方等在元謀盆地大那烏村作地質調查時,發現兩枚牙齒化石,這兩枚化石呈淺灰白色,經研究認為同屬一個成年男性上內側門齒石化,定名為直立人元謀新亞種,簡稱“元謀人”。

自此,中國人類的起源定義因“元謀人”而改變。“元謀人的發現將中國人類歷史向前推進了100多萬年,表明了雲南是人類起源的關鍵和核心地區,為人類起源與發展多中心論提供了強有力的科學支持。”段梅介紹,“元謀人”作為中國人類歷史的開篇被寫入中國歷史教科書的首頁。

循著“元謀人”而來的遊客源源不斷,元謀人博物館年接待遊客達30萬人次,其中外賓約3000人次。“有的遊客會問,到元謀來,就是看這兩枚牙齒化石嗎?”段梅對此解釋,“實際上,元謀出土的化石和文物是一個完整的生存鏈條,生物的進化鏈環環相扣,1.5億年前的恐龍、800萬年至600萬年前的元謀古猿、170萬年前的元謀人、舊石器、中石器、新石器3個不同時代出土的大量遺址、遺物和遺存使元謀成為名副其實的天然原始社會博物館。”

為了充分展示元謀在人類起源科學研究中的重要發現與研究成果,認識人類自身起源與進化的艱辛歷程,元謀人博物館以元謀地區出土的古人類、古生物化石和其他文物標本為主線,常設了元謀古猿和元謀人及其文化、元謀古猿、元謀人生活場景生態復原、元謀史前文化舊石器、元謀新石器時代暨大墩子文化、元謀恐龍化石展示等7個基本陳設展示廳。目前,館內收藏展示近4000餘件各類珍貴化石標本。展出圖片各類標本、模型1200多件,珍貴文物有完整的元謀古猿下頜骨、元代青花繩紋火葬罐等。

“自全面完成布展工作並對外免費開放以來,我們採取了很多措施對化石和文物進行保護。但是,在這裡,我們沒有采用任何的化學手段去保存,化石至今沒有出現腐蝕腐爛的情況,完全得益於元謀的氣候。”段梅說。(雲南網 記者王丹)


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