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在野外寻找化石的张弥曼院士
一颗国际编号为347336号的小行星在浩瀚星空中静静运行,它的名字叫“张弥曼星”。地面之上,那位与小行星同名的中国女科学家,曾用一把地质锤、一台显微镜和540多张手绘图,撼动了整个古生物学界对我们从何而来的认知。
1980年,瑞典国家自然历史博物馆的实验室里,一位中国女学者正全神贯注地盯着一块仅2.8厘米长的石头。这块来自中国云南、距今约4亿年的杨氏鱼颅骨化石,即将揭示一个惊天秘密。
为了看清化石内部的微观结构,她采用了一种极为耗时费力的方法——连续磨片法。每磨掉一层比头发丝还薄的化石(约1/20毫米),就在显微镜下绘制一张截面图,再磨、再画,循环往复。
当540多幅精细图纸最终拼合成完整的头颅三维模型时,一个震惊国际学界的发现浮出水面:这块被归为“总鳍鱼类”的化石,竟然没有理论中应有的“内鼻孔”。
01 偶然的起点,必然的选择
1936年出生于南京知识分子家庭的张弥曼,最初的人生规划是成为一名医生。她那双灵巧的手,在中学实验课上解剖细小的蚯蚓时,都能完美避开血管。
1953年,新中国工业化建设急需地质人才,国家发出“地质报国”的号召。17岁的张弥曼做出了人生第一个重要抉择:放弃医学梦,考入北京地质学院。
留学苏联时,在鱼类学家伍献文先生的建议下,她选择了古鱼类研究,从此与亿万年前的鱼儿结下了不解之缘。她后来幽默地将这段经历比作“先结婚后恋爱”——先投身这门学科,而后深深爱上了它。
02 荒野里的“化石猎人”
年轻的张弥曼每年都要花数月时间在野外寻找化石。一根扁担,挑着锤子、胶水、化石纸和被子,构成了她标准的“探险装备”。
背着30多公斤的行囊翻山越岭,一天步行20公里,蚊虫叮咬,老鼠出没。她曾睡在农家的阁楼上、村里祠堂的戏台上。但回忆起这段岁月,张弥曼却视之为珍贵回忆:“大家都是年轻人,在一起特别开心,都能扛下来,也不觉得辛苦。”
这段艰苦的野外经历,不仅磨练了她的意志,更让她掌握了研究化石的第一手资料。她始终坚信:“自己弄的东西自己知道,哪怕不小心把化石弄坏了,也不会妨碍我的研究。”
03 “不睡觉的中国女人”
1980年,已是中国科学院研究员的张弥曼,带着在云南曲靖发现的杨氏鱼化石,前往瑞典国家自然历史博物馆访学。
当时国际古生物学界的主流观点认为,总鳍鱼类是陆地四足动物(包括人类)的祖先,因为它们拥有“内鼻孔”——这个结构被认为是鱼类“登陆”后能够呼吸空气的关键。这一观点由瑞典学派的代表人物雅尔维克等权威学者提出,并被写入教科书。
在瑞典,张弥曼面对的不仅是学术权威,还有技术上的巨大挑战。没有现代CT扫描技术,要看清微小鱼化石的内部结构,只能依靠最原始的连续磨片法。
2.8厘米长的化石,540多幅手绘图,一些复杂的图一张就要画十四五个小时。她经常一天只睡三四个小时,夜以继日地工作。
博物馆的同事们被这位中国女性的勤奋震惊,称她为“瑞典博物馆里不睡觉的中国女人”。有人给她搬来躺椅,有人在她桌上放鲜花表达敬意。
04 石破天惊的发现
两年后,当所有磨片图纸拼合完成,杨氏鱼头颅的三维模型清晰显现时,张弥曼得出了一个颠覆性的结论:杨氏鱼没有内鼻孔。
没有内鼻孔,就意味着这种鱼不能离开水呼吸空气,也就不存在上岸生活的物质基础。这直接动摇了总鳍鱼类作为四足动物祖先的传统观点。
更令人惊讶的是,张弥曼发现杨氏鱼可能不是总鳍鱼类,而是一种原始的肺鱼。
这一结论与她当时在瑞典的导师、权威学者雅尔维克的观点完全相反。师徒二人因此发生了激烈争执,但张弥曼始终坚持:“科学最重要的是,是什么就是什么,有几分证据就说几分话。”
比较维度 | 传统主流观点 | 张弥曼的研究发现 |
四足动物祖先 | 总鳍鱼类是直接祖先 | 对总鳍鱼类直接祖先地位提出根本质疑 |
关键证据 | 总鳍鱼类拥有内鼻孔 | 杨氏鱼等总鳍鱼类没有内鼻孔 |
鱼类类别 | 杨氏鱼属于总鳍鱼类 | 杨氏鱼可能是一种原始的肺鱼 |
科学影响 | 演化路径似乎清晰 | 动摇百年经典理论,开辟全新研究方向 |
05 从争议到公认的漫漫长路
张弥曼的发现最初在国际古生物学界引起了巨大震动和争议。毕竟,她挑战的是被写入教科书的权威理论。
但科学只认证据。张弥曼凭借无可挑剔的研究方法和严谨的实证,逐渐赢得了国际同行的尊重。她的杨氏鱼模型被陈列在美国自然历史博物馆的脊椎动物演化展厅,成为科学史上的重要标志。
随着中国云南曲靖陆续发现更多重要的泥盆纪、志留纪鱼化石,张弥曼的观点获得了越来越多实证支持。到1995年,世界古生物学界普遍接受了她的观点。
这一转变不仅改写了对四足动物起源的认识,还将相关研究的中心从欧洲和北美转向了中国云南。她的学生朱敏院士评价道:“越来越多的化石证明,鱼类登陆的关键环节发生在中国云南,而张先生是这一大发现的开拓者。”
06 科学贡献的多重维度
张弥曼的贡献远不止于挑战一个理论。她的研究具有多重价值和维度。
为石油勘探提供关键依据:20世纪70年代,在大庆油田开发的关键时期,专家们对含油地层的年代争论不休。张弥曼通过对化石的精准鉴定,提出含油最丰富的地层属于距今1亿年左右的晚白垩纪,而非当时普遍认为的1.5亿年前的早白垩纪。
这一判断对确定钻井深度和开采方案至关重要,为油田的成功开发提供了科学依据。她后来还为胜利油田等地的勘探工作提供了重要参考。
推动古地理和古环境研究:2008年,张弥曼在《美国科学院院刊》上发表了对“伍氏献文鱼”的研究成果。这种骨骼异常粗大的鱼类,见证了印度板块与欧亚板块碰撞、青藏高原隆升以及干旱化进程。
她解释道:“今天我们说高原干旱化的故事,还有什么比它更生动呢?”这些研究将鱼类化石变成了解读地球历史变迁的“密码书”。
07 传承与转向:抽掉自己的“踏脚板”
20世纪90年代,当张弥曼开拓的泥盆纪古鱼研究成为“学术金矿”,吸引越来越多学者投身其中时,她做出了一个令人敬佩的决定。
她将这一热门领域移交给了学生和年轻学者,自己则转向一个当时少有人关注、既冷门又难出成果的领域——新生代鲤科鱼化石研究。
她对此的解释朴实而深刻:“这一块再不做,中国就赶不上了。”她认为,这些“年轻”的化石记录了最近几千万年地球环境的变化,对于理解我们现今生存的星球至关重要。
张弥曼用行动诠释了什么是真正的科学传承。她像一位无私的园丁,为后来者铺平道路,自己则去开垦新的荒地。她的学生朱敏后来带领团队在重庆、贵州等地发现两个重要化石库,填补了“从鱼到人”演化史上缺失的最初始环节,取得了令人瞩目的成就。
08 荣誉等身,初心不改
凭借卓越贡献,张弥曼获得了国内外科学界的广泛认可:
2016年,获国际古脊椎动物学界最高奖——罗美尔-辛普森终身成就奖;2018年,在巴黎荣获联合国教科文组织颁发的“世界杰出女科学家奖”,成为首位获此殊荣的古生物学家。
颁奖词如此评价:“她开创性的工作为水生脊椎动物向陆地的演化提供了化石证据。”
2021年,国际小行星中心发布公告,将中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为347336号的小行星命名为“张弥曼星”,让她的名字永远闪耀在宇宙中。
面对荣誉,张弥曼始终保持着科学家的谦逊与初心。如今,已年近九旬的她,仍时常走进办公室,摆弄那些她钟爱一生的化石。她常说:“我们都是化石的学生,都是在了解生命的历史。”
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