我們是如何從魚變成人的?90載化石研究探索5億年生命演化奧秘

1929年的一個冬日，北京周口店「第1地點」古人類發掘遺址，時年25歲的裴文中捧起了一個距今約50萬年的古人類頭蓋骨化石，揭開了世界古人類研究的新紀元。這件被稱為「北京人」的頭蓋骨化石，由於確立了「直立人」在人類演化歷史中的地位，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所也自此肇始。90年後，為紀念古脊椎所走過的歷程，科學家們從研究所收藏的24萬件標本中精心挑選出90件，舉辦「90周年紀念展（1929—2019）」特展，在中國古動物館展出。90件珍貴標本，講述著中國古生物學90年不平凡的發展歷史，帶領公眾感受5億多年來脊椎動物演化的偉大與神奇。

許氏祿豐龍

「中華第一龍」

在戰火中完成發掘研究

「千萬年前一世雄，賜名許氏祿豐龍。種繁寧限兩洲地，運短竟與三疊終。再造猶見崢嶸態，像形應有渾古風。三百骨骼書卷記，付與知音究異同。」古動物館主展廳二層，身長約6米的許氏祿豐龍屹立於「恐龍走廊」首位，中國古脊椎動物研究之父楊鍾健先生的賦詩，為它平添幾分蒼勁之意。

許氏祿豐龍是我國第一具由中國人自己發現、發掘、研究和裝架的恐龍，也是中國地質時代最早的恐龍之一，被譽為「中華第一龍」。它生活在距今約2億年前的侏羅紀早期，屬於早期蜥腳型類。1938年7月，因抗戰形勢所迫，楊鍾健轉赴昆明任「經濟部中央地質調查所」昆明辦事處主任，並開展了對雲南地區的地質和古生物化石調查。當年冬天，地質學家卞美年在祿豐進行調查時，發現了許多脊椎動物化石，並將這些材料運至昆明。經過初步修理和研究，發現大部分是恐龍化石。1939年，楊鍾健組織了正式發掘，採集到大量脊椎動物化石。1941年，楊鍾健將其中保存最為完整的一條恐龍命名為「許氏祿豐龍」。祿豐龍的發現在深陷戰爭的中國引起轟動，大大鼓舞了前線和後方的抗戰鬥志。

在抗日戰爭最艱難的時期，許氏祿豐龍從雲南祿豐縣出土，輾轉運至昆明，再跟隨學者們遷徙到重慶。在重慶，楊鍾健在四面透風的小辦公室和圖書館裡完成了對祿豐龍的研究，於1941年出版了中國人研究恐龍的第一本科學專著《許氏祿豐龍》。

先驅楊氏魚

夙興夜寐還原模糊標本

主展廳肉鰭魚類展區裡，一塊約2釐米的頭骨化石，來自距今約4億年的先驅楊氏魚。在它的一旁，一個高約50釐米的蠟質頭骨模型，清晰展現了它放大20倍的樣子。古脊椎所研究員張彌曼對於先驅楊氏魚的研究，不僅改寫了四足動物起源的傳統理論，更是中國科學家「拼命三郎」精神的見證。

先驅楊氏魚的蠟質模型。中國古動物館供圖

20世紀中期，瑞典的斯德哥爾摩學院派高手雲集，並有名為「手工斷層掃描」的技術，可以在沒有CT技術的時代放大化石內部以便研究，但是需要大量時間來製作模型。1980年，張彌曼帶著自己從雲南泥盆紀地層找到的魚化石遠赴瑞典。在不到兩年半的時間裡，她夜以繼日地工作，每天只睡四五個小時，利用「手工斷層掃描」技術製成了魚頭骨放大20倍的蠟質模型，纖毫畢見地還原了原本模糊不清的標本。然而，此前她的瑞典導師曾不無得意地說，在斯德哥爾摩，每做成一個古魚腦顱的蠟質模型，需要25年。

通過對放大模型的研究，張彌曼判定楊氏魚口腔中沒有內鼻孔。這一發現在當時全世界的地質學界和古生物學界引起了極大震動。總鰭魚類一直以來被認為是四足動物的祖先，但是四足動物是用肺進行呼吸的，因此其祖先必須有與外鼻孔相通的內鼻孔，才能使外面的空氣順利地進入肺部。張彌曼先後研究了楊氏魚和楊氏魚的「姐妹」奇異魚，並提出了楊氏魚沒有內鼻孔的結論，改變了科學界關於四足動物起源的認知。

西藏披毛犀

反轉達爾文《物種起源》

《青藏高原古生物科考成果展》展廳內，一件巨大的披毛犀頭骨化石講述著一段關於「故鄉」的故事。

西藏披毛犀

冰期動物，一直以來被認為是在更新世的全球變冷事件中應運而生，隨著第四紀冰蓋擴張而演化出來。達爾文在《物種起源》第一版中，曾預斷生性喜好寒冷的冰期動物起源於高緯度的北極地區，之後隨冰期往南擴散，可達東亞。這個觀點也被後來的古生物學家們接受，並相信了一百五十多年。然而，過去十多年的化石新發現對此提出了挑戰。原來那些滿身毛髮的傢伙，它們的家鄉竟在青藏高原！

2007年8月，美國洛杉磯自然歷史博物館王曉鳴老師帶隊在札達盆地的觀景臺搜索化石時，發現一個犀牛的寰椎化石。他們在周圍搜尋，湊齊了同一個體的完整頭骨、下頜和頸椎。五年後，在同一地點，這頭犀牛的肩胛骨碎片也被找到，後來科學家們將它命名為西藏披毛犀，它生活在距今約370餘萬年的早上新世。這一發現是迄今世界已知最早的披毛犀化石記錄。

西藏披毛犀的發現反轉了達爾文講述的冰期動物的演化故事，400萬年前冰封雪裹的青藏高原，那裡是披毛犀誕生的「搖籃」，最早的披毛犀在青藏高原隆起的高寒條件下崛起。100萬年之後，隨著全球氣候變冷，嚴寒環境的蔓延，已經經受過高原寒冷「訓練營」鍛鍊的披毛犀的先驅們，從高原出發向高緯度的西伯利亞遷移，最後廣布北極圈地區，成為最為成功的冰期動物。

24萬件標本中選90件珍品

化石是地球上億萬年來生物演化和人類起源的重要證據。因此，古脊椎所歷代科學家一直孜孜以求地調查、發掘、修復、研究、收藏這些地質歷史中孑遺的瑰寶。

古脊椎所收藏的24萬件標本，氣象萬千。「要從這24萬件標本中選擇最具代表性的90件，期望高、難度大。」古脊椎所研究員、中國古動物館館長王原說，研究團隊討論並確定了三條選擇標準：有故事、有顏值、有廣泛性。「大家精心挑選出的90件珍貴標本，其中大部分是化石，也有6件古人製作的石製品及裝飾品。它們一起記錄了5億多年脊椎動物『從魚到人』演化的歷史，也反映了90年中，中國古脊椎動物學和古人類學，以及我們的研究所從無到有、從新生到輝煌的發展歷程；更從社會歷史的角度見證了中國作為一個國家從弱到強的『進化』過程。」

14件標本首次向公眾展出

從北京猿人第一個頭蓋骨珍貴模型，到中國最早的「穿山甲」——東方蕾貧齒獸的化石骨架；從勝利油田地下2000米鑽孔巖心中的古魚化石，到揭示4萬年前古人類穿鞋證據的人類腳趾骨，再到2019年最新的兩項成果——卡蛋難產的施氏慈母鳥，以及被稱為「恐龍中的蝙蝠俠」的長臂渾元龍。古動物館科學課堂展出的全部14件標本都是首次對公眾展出。另外69件標本則分散在古動物館的相關主展廳中，還有7件標本因為過於巨大（如中華盜龍、化石「九龍壁」等）或過於脆弱（如單指臨河盜龍）而不得不以圖片形式展出。

「生命之樹」呈現演化關係

展覽中，90件產自中國的化石和石器標本組成一顆生物演化的「生命之樹」——樹的基部是魚類和兩棲類，兩側樹枝向上延伸，依次從爬行類向鳥類、哺乳類，繼而向人類及其製造的工具和裝飾品過渡，將學者們的研究成果以一幅「生命之樹」圖的形式呈現。「我們的團隊繪製的這張圖，應該是國內首張以中國脊椎動物化石為藍本的『生命之樹』圖。」王原介紹，樹上有90件標本的剪影圖，觀眾可以將特製的90個小展牌，掛到樹上的相應位置，探索遠古生物在「生命樹」上的演化位置，了解生物之間的親緣和演化關係。

田園洞早期現代人

4萬年前古人已開始穿鞋

2001年，在著名的周口店北京猿人遺址附近，一個位於半山腰的山洞出土了幾十件哺乳動物化石，其中，科學家識別出一顆古人類牙齒，而這個動物群的整體面貌與周口店山頂洞遺址相似，因而判斷這是一個舊石器時代晚期的古人類遺址。2003年至2004年，科研人員在這個被稱為「田園洞」的遺址進行了系統發掘，發現了34件古人類化石，其中包括一件保存了6顆牙齒的下頜骨，代表一位生活在距今4.2萬至3.9萬年前的四五十歲的早期現代人。

研究發現，田園洞多數骨骼特徵都與現代人一致，時間又早至4萬年前，因而研究人員提出田園洞的古人類是當時世界已知時代最早的早期現代人。這一研究也因此入選世界權威考古雜誌——美國《考古學》評出的「2008年十大考古發現」。

田園洞遺址的科學意義還不止於此，一個有趣的推論來自展覽中一件並不起眼的腳趾骨。這塊趾骨位於第二腳趾的基部，長度不到3釐米。2008年，美國學者Erik Trinkaus和古脊椎所的尚虹在對田園洞古人類的趾骨化石進行比較研究後發現，這枚趾骨非常纖細，而田園洞古人類的其他下肢骨卻較為強壯。學者們推斷，纖細的腳趾與穿鞋有關——由於穿鞋減少了行走時中間三個腳趾的受力，因此慣常穿鞋的人會擁有更為纖細的趾骨結構。因此可以推斷，這位生活在距今4萬年前的古人已經開始用穿鞋的方式保護腳了。這一發現將古人類穿鞋的時間推前了至少1.2萬年，是迄今發現的世界最早的古人類穿鞋的間接證據。

●展期：至明年1月5日

●地點：中國古動物館

●門票：20元

來源：北京晚報 記者：李祺瑤

本版照片除署名者外 和冠欣 攝

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