从事古生物研究十多年 越冷门,越坚持

  图为殷宗军(右)在科研中。

  “做古生物研究,特别要坐得住冷板凳。”中科院南京地质古生物研究所研究员殷宗军说。十多年来,他始终专注于这个冷门学科,希望揭开化石背后隐藏的动物演化历史。这份坚持源于热爱,也来自于科研的进展、院所的支持。

  一个个直径1毫米左右的微小化石,被小心翼翼地从岩石中分离出来后,放到显微镜下,使用超高分辨率X射线显微断层成像技术进行三维扫描,化石的立体结构就在显示仪上得以重构。在此基础上进行分析,就可以揭开化石背后隐藏的动物演化历史。

  这是中科院南京地质古生物研究所研究员殷宗军每天的工作。这位35岁青年科学家领导的研究团队,采用最新三维无损成像技术,扫描了300多个旋孔虫化石标本,显示旋孔虫的内部存在细胞分裂现象——这种发育方式,与动物胚胎早期发育非常类似。“6亿年前的瓮安旋孔虫,是现代动物的远古近亲。”近期,他在《科学》杂志子刊《科学进展》发表的一篇论文中,给出了这样的结论。

  “这是我对‘达尔文之困’的一个初步回答。”殷宗军说。个头不高、思维活跃、语速极快,卫衣上印着“自律给我自由”,像极了他一贯的行事风格。十多年来,这项研究和他的梦想,从未停止。

  热爱,执着于动物起源之谜

  2006年,中国地质大学(武汉)大三学生殷宗军放弃本校的研究生保送资格,选择了考研——向中科院南京地质古生物研究所这个全国古生物研究高地发起冲击。

  为什么有这样大的决心?这和他为自己定下的研究道路有关。殷宗军从小生长在大别山区,姐姐送给他一套《小学生自然百科》,“这套书共6本,我最喜欢《地学》和《动物》,一个讲了地球上的岩石矿物、名山大川,一个从远古动物讲到人类诞生。我爱不释手,书很快就翻烂了。”殷宗军说。

  地学与动物学交叉,不就是古生物学吗?许多年后回头看,他意识到,科学的种子在那时就已悄悄种在了心间。

  考大学时,殷宗军填报了地质学专业。师兄师姐说,地质学这个专业的本科毕业生最吃香、有“钱途”,反而是往上读古生物学的硕士、博士,越来越冷门。但殷宗军却早早决定要读研。他在课堂上了解到,达尔文曾提到一个挑战进化论的难题:绝大多数现代高等动物的祖先,在5.41亿到5.18亿年前的寒武纪早期,以大爆发的形式突然出现在地层中,这一现象后世称之为“寒武纪生命大爆发”;而寒武纪之前地球的漫长历史中,却缺乏与动物相关的化石记录。

  对此,达尔文的解释是化石记录保存的不完整性,寒武纪之前的动物可能没有留下化石记录。这个解释在此后100多年里引起了很大争议,被称为“达尔文之困”。“100多年过去了,‘达尔文之困’怎么还是个谜?”殷宗军给自己定下的目标就是,当科学家,探究知识的边界。

  钻研,探究微小化石里的生物密码

  带着追问,殷宗军来到南古所进行毕业设计。他选择的目标是瓮安生物群。

  瓮安生物群,主产于贵州瓮安北斗山含磷地层,以磷酸盐化方式保存着6亿年前的化石,诞生于寒武纪大爆发以前。因此,这座可能保存了全世界最古老动物的化石库,被学界视为“动物世界的黎明”。

  “2006年夏天,我从北斗山采了几百斤石头,打包发往南京,大海捞针一样寻找化石。”殷宗军记忆中,那个夏天非常炎热,他先用化学方法将几百斤石头融化,再在残渣中一点一点寻找化石,用显微镜观察。因为怕石头残渣被风吹散,也不敢开电扇。

  终于,殷宗军找到了大量从未见过的化石。其中有一种化石十分特别,直径只有不到1毫米、外形很像现代动物胚胎、表面上长着螺旋状线圈,这就是后来被称为“瓮安旋孔虫”的化石。

  通过显微镜和扫描电镜,观察分析新发现化石的形态学结构,对完成毕业论文来说就足够了。但神秘化石内部是什么结构?它们究竟是动物、植物,还是藻类?这些还需要深入研究。

  “我想从事感兴趣的研究,只有一条路走到底。”殷宗军说。硕士二年级时,他接受遴选并获得了直接攻读博士学位的机会。

  这些化石标本非常微小,当时最薄的刀片都比它们厚。想要重现内部结构,就要采用医院里CT扫描仪那样的专业设备。当时,欧洲拥有世界上最先进的同步辐射加速器,能扫描微米级别的物体内部结构。读博阶段,殷宗军申请到法国留学,带着几千枚样本,去探究小小化石中的生物密码。