琥珀蝦、恐龍「便便」化石……來中關村這家書店覽盡地球五億年

2020-12-06 北京日報客戶端

數千萬甚至上億年前的生物想要「穿越」至今天,唯一的途徑就是成為化石。如何完美躲過火山爆發等自然災害,擺脫地質歷史上的演化,360度近乎完美地保存下身體?那就是幸運地躲進一滴不經意落下的樹脂中,搭「時光膠囊」琥珀來到現在的世界。

植物、昆蟲,偶爾也有鳥類、兩棲類動物以這種方式穿越過。然而,前不久,一隻小蝦的「闖入」,讓奇妙的琥珀世界再添新成員。中國科學家團隊發現了一枚距今約2280萬年的「琥珀蝦」,它是全世界首次發現的真蝦類琥珀,也是世界上現存報導的唯一一枚純水生生物琥珀化石。

如今,這枚蝦琥珀有了新家——位於北京中關村圖書大廈的石探記博物科學館,這是國內首家坐落於書店的自然博物館。

走進石探記博物科學館,不論愛好科學的老者,還是充滿好奇心的青少年,即刻化身為地球壯闊生命史詩的見證者,在半小時內一覽地球五億多年的生命變遷歷程。

首個大型書店裡的博物科學館

中關村圖書大廈四層,一個近三十平方米的空間。簡潔明亮的布局裡,幾十種活潑可愛的活體蜥蜴、蛙類和昆蟲,幾千號來自東南亞、非洲、亞馬遜雨林和中國各地的奇異豔麗的甲蟲、蝴蝶和竹節蟲標本,上百件從5億年前的寒武紀到我們現在生活的第四紀、橫跨地球整個生命史的遠古生物化石,在無聲地述說著進化的故事……

這裡,便是蝦琥珀的新家。沿著博物館的「時空隧道」前行,會發現「小蝦」的許多「鄰居」都是稀世珍品:2018年中國科學家在緬甸發現的一枚恐龍羽毛琥珀、2016年中國科學家發現的來自一億年前的包裹著「獨角蟻」的琥珀、尚在研究中的世界上發現的最大的蜥蜴琥珀和最大水生螺類琥珀,甚至還有中國科學家從馬達加斯加帶回的珍貴的恐龍「粑粑」化石……

這個能讓生物學愛好者和普通觀眾都大開眼界的博物館,是一個名叫「石探記」的科學家團隊策劃籌建的。2015年,中國科學院動物研究所陳睿、劉曄等創建了這個以科學研究和科普教育為核心的團隊,石探記科學家團隊由中國科學院、北京大學、南開大學、中國農業大學、北京林業大學等大學和科研院所的幾十位不同領域的科研人員組成。

為了科學研究,石探記科學家團隊現在擁有國內最大的蟲珀研究庫,收藏蟲珀標本上萬件。目前,館內已存放了從寒武紀化石到現生昆蟲的上千件標本。

「我們不想將這些科研標本和成果束之高閣,而是希望公眾與這些科學珍寶儘可能地『零距離』接觸。」石探記科學家團隊總負責人陳睿介紹說,過去三年,他們走進學校舉辦科學嘉年華,走進大型社區或博物館做過公益講座,走進商場策劃全國蟲珀巡展,這一次與大型書店合作,對石探記而言是一次完美的提升,把科研人員在一次次充滿傳奇經歷的科考中收集的昆蟲標本、無脊椎動物標本、珍稀化石和琥珀永久地安頓下來,隨時面向公眾展示。從本月起,石探記博物科學館還將陸續推出一系列的科普公益活動,希望專業「硬核」的科學走進市民的生活。

發現蝦琥珀「像中彩票一樣」

館裡的「大明星」蝦琥珀被單獨放置在一個玻璃展櫃中,在燈光的照射下,黃褐色的琥珀顯得晶瑩剔透,透過放大鏡,一隻小蝦躍然其上,長長的「前臂」清晰可見。

琥珀的發現者陳睿如今回憶起發現這枚琥珀的情景,十分激動。「去年夏天,我帶著團隊,收集了很多來自全世界各地的琥珀的原石進行打磨。打磨的時候發現了一個心形的、『海洋之心』一樣的琥珀,覺得造型尤為好看,便更加用心地打磨。」然而,在對這枚琥珀進行了拋光打磨後,他們發現這枚琥珀比較透徹,以為沒什麼生物,隨即一陣失落。正在低頭惋惜之時,陳睿突然間眼前一亮,發現了一個在琥珀中從來沒有出現過的物種。「那個時候感覺像中彩票一樣的,揉揉眼睛再仔細一看,這是一枚小蝦。」

3年多的時間,陳睿帶著團隊打磨研究了10萬枚以上的蟲類琥珀,而此前,在世界範圍內的琥珀裡都沒有出現過真蝦類的化石。陳睿介紹說,這枚琥珀來自墨西哥,琥珀中的小蝦在早中新世時期分布在墨西哥的紅樹林河口,所以他們為之命名為「河口長臂蝦」。

琥珀是遠古時期的樹脂滴落包裹住生物而形成的,水生生物是如何「遊進」樹上的樹脂裡的?根據推算,水生生物進入樹上的樹脂內的概率為幾億分之一,比任何一種彩票中大獎的概率還低,而這隻小蝦就是那個「天選之子」。陳睿團隊推測,這隻蝦是因為一個非常偶然的巧合才被包裹在琥珀裡面。「一種可能是,當時的環境是一個紅樹林的環境,紅樹林有溪流,恰巧把小蝦衝到岸上去,一個琥珀滴落下來,包裹住這隻小蝦。或者說,當年小蝦受到了驚嚇,一躍而起,正好一個樹脂滴落下來,將它『封存』。」陳睿說。

前不久,來自中科院動物研究所、南開大學、中科院海洋研究所等機構的科學家聯合在《科學報導》上講述了這隻誕生於2000多萬年前的「琥珀蝦」的故事。這枚琥珀不僅是人類第一次以3D形式看到遠古時期的蝦,也為生物的衍化提供了重要證據。陳睿介紹說:「這隻蝦是屬於長臂蝦類,一億年前是生活在海洋裡面的,而現在這個類群生活在淡水裡面。這枚琥珀標本最有趣的地方在於,它同時包含了一隻蝦、一片殘葉和一隻甲蟲幼蟲,剛好是在紅樹林,一個淡水和海水交界的環境中。也就是說,我們發現的是這個類群的過渡類群,從海水到淡水的一個過渡。這個類群對我們很多生物從海水到淡水的衍化提供了一個重要的證據。」

化石再現恐龍「便便」和羽毛

「孩子們最感興趣、覺得最好玩的,就是這個東西。」玻璃展櫃裡,幾個外型別致、色澤亮麗的菊石化石之間,稍不留神,就會錯過一塊黑黑小小、造型曲折的長條狀化石,石探記博物科學館館長劉曄指著這塊不起眼的小石頭,向記者介紹:「這是我們從馬達加斯加帶回來的,比恐龍骨骼化石還要稀有的恐龍糞便化石。因為軟體類的東西形成化石的概率是非常低的,所以恐龍糞便化保存的條件比較特殊,依賴於它原有的有機質含量、含水量、存放地點和埋藏方式等,它可能是一個『便秘』的恐龍在乾燥的沙漠排出的,這樣的保存環境有利於脫水。」

劉曄進一步解釋,當我們想利用化石來勾勒出它們的習性時,恐龍糞化石確實是一種相當有用的原材料。通過對化石成分的檢測和分析,我們可以推測恐龍的食性——若提取出了骨頭碎片,則是食肉恐龍,若發現了植物的一些碳化纖維的痕跡,則是食草恐龍。同時,肉食恐龍的糞化石比那些食草恐龍的更可能被保存下來,因為其中高含量的礦物質由恐龍所捕食的動物的骨質原料提供。「另外,我們甚至可以通過這個化石來了解恐龍的腸道結構。」

另一個展櫃裡,展示著珍貴的恐龍羽毛琥珀。「在白堊紀時期,恐龍是優勢類群,所以恐龍羽毛能夠『穿越』過來,呈現在緬甸琥珀裡。」劉曄介紹說,「這類琥珀刷新了人類的認知,改變了我們以往的概念,現在復原出來的恐龍圖像,很多都不再是原來那種光溜溜的形象,而是毛茸茸的。」

世界最大蜥蜴琥珀待解密

琥珀有「三寶」,蜥蜴、青蛙和蠍子。作為「三寶」之一,蜥蜴在琥珀化石當中身價最高。因為蜥蜴身體強壯、行動能力強,很難被樹脂粘住。據統計,身體完整度超過80%的蜥蜴琥珀全世界報導過的還不到20件。

「每出現一隻蜥蜴琥珀,都會在琥珀界造成不小的轟動,蜥蜴琥珀已經成為每個琥珀收藏家夢寐以求的頂級藏品。」在石探記博物科學館裡,就有一枚「鎮館之寶」,它的重量達到了1416克,當仁不讓地成為世界上珀體最大的蜥蜴琥珀。

這是一枚產自緬甸的巨型琥珀,來自1億年前的白堊紀時期。由於天然雜質的幹擾,找到「凍齡」在琥珀表面的小蜥蜴,需要費不少功夫,「我們暫時無法看清蜥蜴的身體細節,判斷分類學地位。由於這塊琥珀體積非常大,裡面可能包含了更多未知的生物,我們不捨得將它切分開,而是運用新的儀器——顯微CT進行掃描,一點一點揭開這枚琥珀裡的世界,這條蜥蜴在科學上的身份需要留待研究,方能揭示。」劉曄說。

同蜥蜴琥珀一樣,展館裡還有不少琥珀、化石和現生物種尚待科學家們進行研究。

「我們培養的一些孩子在初中就能發表國際科學論文。」陳睿說,團隊成立3年以來,已有上萬名從幼兒園大班到高中的學生接觸過石探記科學家團隊自主研發的科學課程,從興趣培養到成體系的學習,每一節科學課程,包含了如動物學、昆蟲學、生物地理學、生態學、統計學、化學、物理和英語等綜合學科相關知識。

除此之外,他們還按照科研訓練的方法,培養孩子們文獻搜索、論文撰寫的能力。

「團隊裡的科學家會帶孩子們到大自然進行體驗式科考,比如走進亞馬遜叢林、馬達加斯加、馬來西亞婆羅洲雨林等,孩子們和我們一起探索自然,發現動植物,學習科學知識,並且在這個過程中養成科學思維,提高綜合能力。館裡的這些活體動物和自然標本也是我們作為科學教育的極好素材,我們鼓勵孩子去觀察、去思考、去觸摸、從而獲得豐富的感官體驗,激發興趣,為培養未來科學家儲備力量。」

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