作者:郑千里 陈孝政 来源:中国科学报 发布时间:2015/6/29 11:01:39
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袁训来:追寻地球早期生命的轨迹

 

■本报记者 郑千里 通讯员 陈孝政

袁训来在“劈开”石头,寻找化石。

微体古生物研究室主任袁训来研究员的办公室,在中科院南京古生物所一栋被称为“大楼”的民国建筑中。在这里,袁训来和他的早期生命研究团队,完成了被称作“迄今最早的宏体生物”的蓝田生物群等的一系列研究成果,为人类了解地球最早生命打开了一扇又一扇新窗口。

始终没有找到下“蛋”的“鸡”

袁训来与蓝田生物群的不解之缘,要从1994年开始说起。那年夏天,在中科院地质研究所研究员陈孟莪的指引下,从北大毕业到古生物所工作还没多久的袁训来,第一次来到安徽省休宁县的蓝田镇。当时他每天的工作就是带着榔头,到山边露出的石头中敲化石,采集到了一些典型的扇状和丛状藻类化石。

1995年,袁训来赴加拿大做访问学者,觉察到早期生命研究在中国大有可为。1997年,回国后的袁训来再次来到蓝田,采到的化石也比第一次更加丰富。袁训来和同事们对化石进行较为详细的研究,研究成果整理成了英文文章,1999年发表在国外的学术刊物上,对该化石生物群进行了简单的属种报道。

此后的近十年中,袁训来的注意力,主要集中在贵州的“瓮安生物群”。瓮安生物群是个磷酸盐化保存的化石生物群,早在1987年,袁训来还是北大地质系的一名硕士研究生,在张昀教授指导下,毕业论文研究的就是这个生物群,瓮安生物群也是他在1993年命名。

1998年,两篇具有重要影响的论文,分别发表在英国《自然》和美国《科学》杂志上,宣称在瓮安生物群中发现了动物胚胎化石。该生物群亦成为国际学术界研究动物起源和早期发育的热点。这些动物胚胎化石保存非常精美,甚至保存了受精卵的细胞分裂过程:一个细胞分裂成两个,两个变四个,四个变八个……

虽然瓮安保存了大量的胚胎化石,或称为动物下的“蛋”,但动物的成体却一直没有找到。是啥动物留下了这些胚胎?下这些“蛋”的“鸡”长的啥样?袁训来等人对瓮安生物群重新展开深入研究,试图找到这些下“蛋”的“鸡”。

围绕着瓮安生物群进行十多年的深入研究,虽然发现了很多的重要生物化石,比如,最古老的地衣化石(论文2005年发表在美国《科学》杂志上,把这类生物的最早化石记录提前了近两亿年,证实了之前的推测:现代分子生物学最早的地衣和真菌的起源,时间发生在六亿年前。相关成果被评为2005年度“中国基础研究十大新闻”)等,但是,他们始终没有找到下“蛋”的“鸡”。

揭开蓝田生物群研究新序幕

直到2009年秋天才出现转机。袁训来此时已获得国家“杰出青年”基金,且得到中科院创新项目和科技部“973”计划项目的支持,科研经费有了保障,团队成员也有更丰富的研究经验。2009年秋,袁训来带的团队再次回到蓝田,与前两次的情形不同,这次他们带着明确的科学目的重返。

带着寻找下“蛋”的“鸡”这一明确的目标,在蓝田地区开展大规模化石挖掘时,袁训来想:河对岸的山坡上也有类似的地层出露,那里视野开阔,也许可以进行大规模的化石挖掘。

化石采集从10月底一直进行到冬天。皖南普降大雪,袁训来和课题组的陈哲、王金龙一直在野外挖掘,感觉这些六亿年前的生物虽然早已变成了化石,好像今天不把它们挖掘出来,明天就会跑掉一样,直到春节前三天,大雪封门,挖掘点全被大雪覆盖才回南京。

正月十五一过,袁训来团队再次回到蓝田,寻找更多“最早动物”的证据。从事早期生命研究的国际知名学者、美国弗吉尼亚理工学院肖书海教授闻讯专程从美国赶来,到蓝田的现场看了剖面和化石,与袁训来讨论这些化石的科学意义,以及如何写文章向国际学界公布。很快,他们将论文初稿投到了英国的《自然》杂志。

探秘早期地球生命的“巨人”

袁训来等人得出的结论比较“大”,文章投到《自然》杂志后,杂志的编辑非常谨慎,提出疑问:蓝田生物群的层位是否这么老?证据是否充分?袁训来他们早就考虑到这些疑问,前期已做了大量的基础性工作,只是有些辅助性的证据当时没有写入论文。现在既然编辑提到了这些问题,很快准备好了补充材料,作为论文附件提交给了杂志。

2011年2月17日,正是元宵节。袁训来团队关于蓝田生物群研究的文章正式在英国《自然》杂志网站在线发表。杂志还邀请了世界上著名的早期生命研究专家、加拿大的格·纳波尼教授在杂志同期撰文进行了评述,对该项研究成果进行了高度评价,指出“它们是地球上迄今最早的宏体生物”,“蓝田生物群为早期复杂宏体生命的研究打开了一个新窗口”。

2011年6月,南京古生物所和安徽休宁县政府共同举办了“蓝田生物群”现场研讨会,丁仲礼院士会同国土资源部、科技部、国家自然科学基金委有关领导,休宁县地方领导,以及相关专家学者对该生物群的研究前景和化石保护进行了专题研讨。

野外考察那天,天空飘着细雨,看着剖面上原地保存的化石,大家不禁疑问:“这些化石看上去并不怎么起眼啊?”袁训来说:这些化石确实不显眼,只有几个厘米大小,但在它们生活的那个时代,却代表了当时地球上最高等的生物,是地球上的“巨人”,之后的生物才逐渐变得更复杂,个体也更大些。

描述蓝田生物群的科学意义,袁训来写了首打油诗:“微小生命,幸运地,度过了冰河时代;此刻,她们已然长大,在温暖、安静的海水中繁衍生息。海藻和动物们,和睦相处、生死相依;也许,最古老的‘伊甸园’,就在这,阳光明媚的海底……”

在中科院项目等的支持下,袁训来团队继续对蓝田生物群开展深入细致的基础工作,近年来相继在国内外杂志上发表了一系列的重要研究成果,对蓝田生物群的古海洋环境、生物繁殖方式等进行系统的探索。2013年,袁训来团队对“埃迪卡拉纪蓝田生物群”的研究成果获得了江苏省科学技术奖一等奖。

蓝田生物群的研究,从头到尾都是中国学者独立完成。“运气属于有准备的人”,袁训来2009年的发现看似“偶然”,其实离不开他善于钻研的个性,以及长期从事古生物学工作的知识积累。

《中国科学报》 (2015-06-29 第7版 学人)
 
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