人民日報(bào)：從事古生物研究十多年，中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員殷宗軍
人民日報(bào)：從事古生物研究十多年，從事中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員殷宗軍（圖右）
（神秘的古生古生廣州海珠區(qū)外圍上門[微信1662+044-1662][提供外圍女上門服務(wù)快速安排面到付款不收定金地球uux.cn報(bào)道）據(jù)人民網(wǎng)-人民日報(bào)（姚雪青）：越冷門，越堅(jiān)持（科技自立自強(qiáng)·青年科學(xué)家）
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“做古生物研究，物研物研特別要坐得住冷板凳。究多究”中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員殷宗軍說。年中南京十多年來，科院他始終專注于這個冷門學(xué)科，地質(zhì)希望揭開化石背后隱藏的研究員殷動物演化歷史。這份堅(jiān)持源于熱愛，宗軍也來自于科研的人民日報(bào)進(jìn)展、院所的從事支持。
一個個直徑1毫米左右的古生古生微小化石，被小心翼翼地從巖石中分離出來后，物研物研放到顯微鏡下，究多究使用超高分辨率X射線顯微斷層成像技術(shù)進(jìn)行三維掃描，化石的立體結(jié)構(gòu)就在顯示儀上得以重構(gòu)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，就可以揭開化石背后隱藏的動物演化歷史。
這是中科院南京地質(zhì)古生物研究所研究員殷宗軍每天的工作。這位35歲青年科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，采用最新三維無損成像技術(shù)，掃描了300多個旋孔蟲化石標(biāo)本，廣州海珠區(qū)外圍上門[微信1662+044-1662][提供外圍女上門服務(wù)快速安排面到付款不收定金顯示旋孔蟲的內(nèi)部存在細(xì)胞分裂現(xiàn)象——這種發(fā)育方式，與動物胚胎早期發(fā)育非常類似。“6億年前的甕安旋孔蟲，是現(xiàn)代動物的遠(yuǎn)古近親。”近期，他在《科學(xué)》雜志子刊《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表的一篇論文中，給出了這樣的結(jié)論。
“這是我對‘達(dá)爾文之困’的一個初步回答。”殷宗軍說。個頭不高、思維活躍、語速極快，衛(wèi)衣上印著“自律給我自由”，像極了他一貫的行事風(fēng)格。十多年來，這項(xiàng)研究和他的夢想，從未停止。
熱愛，執(zhí)著于動物起源之謎
2006年，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）大三學(xué)生殷宗軍放棄本校的研究生保送資格，選擇了考研——向中科院南京地質(zhì)古生物研究所這個全國古生物研究高地發(fā)起沖擊。
為什么有這樣大的決心？這和他為自己定下的研究道路有關(guān)。殷宗軍從小生長在大別山區(qū)，姐姐送給他一套《小學(xué)生自然百科》，“這套書共6本，我最喜歡《地學(xué)》和《動物》，一個講了地球上的巖石礦物、名山大川，一個從遠(yuǎn)古動物講到人類誕生。我愛不釋手，書很快就翻爛了。”殷宗軍說。
地學(xué)與動物學(xué)交叉，不就是古生物學(xué)嗎？許多年后回頭看，他意識到，科學(xué)的種子在那時就已悄悄種在了心間。
考大學(xué)時，殷宗軍填報(bào)了地質(zhì)學(xué)專業(yè)。師兄師姐說，地質(zhì)學(xué)這個專業(yè)的本科畢業(yè)生最吃香、有“錢途”，反而是往上讀古生物學(xué)的碩士、博士，越來越冷門。但殷宗軍卻早早決定要讀研。他在課堂上了解到，達(dá)爾文曾提到一個挑戰(zhàn)進(jìn)化論的難題：絕大多數(shù)現(xiàn)代高等動物的祖先，在5.41億到5.18億年前的寒武紀(jì)早期，以大爆發(fā)的形式突然出現(xiàn)在地層中，這一現(xiàn)象后世稱之為“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”；而寒武紀(jì)之前地球的漫長歷史中，卻缺乏與動物相關(guān)的化石記錄。
對此，達(dá)爾文的解釋是化石記錄保存的不完整性，寒武紀(jì)之前的動物可能沒有留下化石記錄。這個解釋在此后100多年里引起了很大爭議，被稱為“達(dá)爾文之困”。“100多年過去了，‘達(dá)爾文之困’怎么還是個謎？”殷宗軍給自己定下的目標(biāo)就是，當(dāng)科學(xué)家，探究知識的邊界。
鉆研，探究微小化石里的生物密碼
帶著追問，殷宗軍來到南古所進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。他選擇的目標(biāo)是甕安生物群。
甕安生物群，主產(chǎn)于貴州甕安北斗山含磷地層，以磷酸鹽化方式保存著6億年前的化石，誕生于寒武紀(jì)大爆發(fā)以前。因此，這座可能保存了全世界最古老動物的化石庫，被學(xué)界視為“動物世界的黎明”。
“2006年夏天，我從北斗山采了幾百斤石頭，打包發(fā)往南京，大海撈針一樣尋找化石。”殷宗軍記憶中，那個夏天非常炎熱，他先用化學(xué)方法將幾百斤石頭融化，再在殘?jiān)幸稽c(diǎn)一點(diǎn)尋找化石，用顯微鏡觀察。因?yàn)榕率^殘?jiān)伙L(fēng)吹散，也不敢開電扇。
終于，殷宗軍找到了大量從未見過的化石。其中有一種化石十分特別，直徑只有不到1毫米、外形很像現(xiàn)代動物胚胎、表面上長著螺旋狀線圈，這就是后來被稱為“甕安旋孔蟲”的化石。
通過顯微鏡和掃描電鏡，觀察分析新發(fā)現(xiàn)化石的形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)，對完成畢業(yè)論文來說就足夠了。但神秘化石內(nèi)部是什么結(jié)構(gòu)？它們究竟是動物、植物，還是藻類？這些還需要深入研究。
“我想從事感興趣的研究，只有一條路走到底。”殷宗軍說。碩士二年級時，他接受遴選并獲得了直接攻讀博士學(xué)位的機(jī)會。
這些化石標(biāo)本非常微小，當(dāng)時最薄的刀片都比它們厚。想要重現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，就要采用醫(yī)院里CT掃描儀那樣的專業(yè)設(shè)備。當(dāng)時，歐洲擁有世界上最先進(jìn)的同步輻射加速器，能掃描微米級別的物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。讀博階段，殷宗軍申請到法國留學(xué)，帶著幾千枚樣本，去探究小小化石中的生物密碼。
但即便有了設(shè)備，“做CT”也不是易事。這種大型科學(xué)裝置并非為掃描微體化石量身定制，因此用來給微體化石“做CT”時，掃描方法和諸多參數(shù)都要反復(fù)摸索和調(diào)整。例如光源設(shè)定，太弱了信號穿不透，太強(qiáng)了則易過曝。
“學(xué)習(xí)了幾個月，才掌握掃描技術(shù)。遺憾的是，甕安旋孔蟲化石有很厚的囊包，內(nèi)部結(jié)構(gòu)大多已經(jīng)腐爛，所有樣本都沒有掃描到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也就無從了解它究竟是什么。”好在留學(xué)期間殷宗軍還有其他收獲：通過掃描帶來的其他樣本，發(fā)現(xiàn)了最早的海綿動物、最早的胚胎化石……
這些研究，離回答“達(dá)爾文之困”還有一段距離。“我們不能每次都千里迢迢跑到歐洲，用別人的機(jī)器去掃描化石。”殷宗軍開始思考，要有先進(jìn)技術(shù)，讓自己的團(tuán)隊(duì)來給化石“做CT”。
創(chuàng)新，讓前沿技術(shù)助力古老學(xué)科
把先進(jìn)的同步輻射加速器“搬”回來，并不現(xiàn)實(shí)。沒別的路，只能依靠創(chuàng)新。
在南古所支持下，2012年博士畢業(yè)留所后，殷宗軍著手建立化石顯微CT實(shí)驗(yàn)室，并于2015年建成。走進(jìn)這個實(shí)驗(yàn)室，儀器設(shè)備一應(yīng)俱全：硬件上，有“CT機(jī)”、顯微鏡、圖形工作站、數(shù)位屏；軟件上，有各類專業(yè)的圖像數(shù)據(jù)處理和三維可視化工具。它不僅用于甕安生物群化石的研究，也支撐了琥珀中昆蟲多樣性、森林的起源等古生物學(xué)其他課題的研究。
“這個實(shí)驗(yàn)室有原始創(chuàng)新，也有集成創(chuàng)新。”殷宗軍介紹，正在申請專利的多樣本掃描技術(shù)就是一項(xiàng)自主創(chuàng)新。“人工將樣本逐個放到樣品臺上掃描，費(fèi)時耗力，如果能實(shí)現(xiàn)自動化不間斷掃描，就可以幫助科研人員騰出手，大幅提高設(shè)備利用效率。”殷宗軍說，前沿信息技術(shù)與這門古老學(xué)科可以碰撞出火花。他通過軟件設(shè)定參數(shù)和程序，讓樣品臺不僅“知道”每個樣本的掃描時間和方式，還可以“找到”排著隊(duì)的下一個樣本，并且將它“請上臺”。
去年6月，甕安旋孔蟲化石研究有了突破性進(jìn)展，經(jīng)過對化石內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生物學(xué)信息的分析，證實(shí)了它們是單細(xì)胞生命，屬于動物的“姐妹類群”，據(jù)此可以了解動物共同祖先的生物學(xué)信息，這對理解第一個動物究竟從何而來，提供了重要化石信息。
“做古生物研究，特別要坐得住冷板凳。我之所以能堅(jiān)持下來，除了自身的熱愛，也在于院所的無條件支持，以及研究過程中的一項(xiàng)項(xiàng)進(jìn)展，讓年輕科學(xué)家在起步階段就可以大展拳腳，品嘗到成功的喜悅。”殷宗軍說，動物演化的真相正在逐漸顯現(xiàn)，“達(dá)爾文之困”終有一天會徹底解開。
《人民日報(bào)》2021年1月13日12版 |
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