来源标题:生命进化的秘密
亿万年前陈睿大型蚤属一新种。
世界上第一个真正的琥珀虾。《北京日报》记者与关欣
陈,史前甲虫新种,刻萤火虫。
《北京日报》记者李启耀
在中关村图书大厦的四楼,有一个石头探索博物馆。近30平方米空房间,数百个古代化石,讲述了生命绵延5亿年的故事...
展览的背后是几十名科研人员坚持不懈的科学研究的艰辛。他们在高地和丛林中奔跑,试图寻找新的物种,新的生命,集中精力探索-
“透明的琥珀,两个小东西还好好躺着。我们可以看到他们身上的每根头发。你也可以想象他们当时是如何在厚厚的松节油中挣扎的,因为他们的腿被几个黑色的圆圈包围着。从那块琥珀中,我们可以推测出发生在10,000年前的故事的细节,我们可以知道在古代世界上也有类似的苍蝇和蜘蛛。”
这是一篇小学语文课文,叫做“琥珀”。在阅读本文之前,陈睿对亿万年前的世界充满了好奇。
这种从小就保存下来的好奇心,引导陈睿踏上青藏高原,深入亚马逊丛林,寻找古代世界的痕迹和现存世界中未知的生命。这种好奇心也帮助陈睿一次又一次地打开时间之门,发现一个又一个新物种,将古代与这个世界联系起来,并向更多的人讲述生命进化的故事。
一个少年躺在地上看蚂蚁。
达尔文是陈睿的偶像。达尔文喜欢看蚂蚁移动,这也是陈睿最喜欢的事情。
在他6岁之前,他的家人担心陈睿的智力发展,因为他从未学会说话。没有孩子愿意和他一起玩,陈睿也不觉得难过,因为坐在地上看蚂蚁是他最快乐的游戏。
当我在幼儿园的时候,老师教每个人快速行进。陈睿是唯一不会学习的人。他总是“转得很顺利”。老师处罚他独自在操场上练习。练习了一会儿后,陈睿蹲下来,睁大眼睛盯着地面,“这些蚂蚁在排队移动吗?”“蛞蝓看起来像没有壳的蜗牛。他们是亲戚吗”...奇妙的昆虫远比急行军有趣...
当我还是个孩子的时候,陈睿觉得最开心的事情就是和奶奶一起在花园里抓各种各样的昆虫。每次他抓到虫子,陈睿都会把它们带回家饲养和观察。当他上小学时,他只是在家里建了一个“动物园”。他饲养昆虫、猫、狗、鸟、鱼、乌龟、蛇...一切。小学高年级时,他在自己家的阳台上建了一个实验室,做一些简单的解剖和反应实验。
后来,“一个躺在地上看蚂蚁的男孩”被中国科学院动物研究所录取,学习达尔文的进化论,并坚持不懈地寻找新物种。一个全新的世界将在下一次展现-
23岁时,陈睿跟随他的导师去了西藏,这是他第一次参加科学考试。
真正的科学研究不是像“躺在地上看蚂蚁”那样玩。
“我们将深入无人居住的地区,收集各种生物样本,调查西藏的生物多样性。半夜,打开灯,根据昆虫的趋光性寻找它们。他身后是十几只凶猛的野狗,我们不得不拿起砖头来保护自己……”陈睿回忆道。
每次采集标本时,都应贴上标签,记录经纬度,记录采集地点,拍摄周围环境,采集DNA样本并带回实验室进行进一步研究。
辛苦工作了一天后,我晚上呆在牧民家里。房子里满是蚊子。陈睿用手电筒找到了牛粪和马粪,点了一堆火来熏蚊子,这样就可以睡得很香了。他还住在牧民的辣椒屋,那里充满了辛辣的味道。床上的跳蚤钻进他的厚衣服,咬了他一口。床下的老鼠吃辣椒,发出“吱吱”的声音...
那一次,科学研究小组在青藏高原上发现了数百种新的昆虫个体,包括甲虫、蜘蛛、蚜虫等。“青藏高原物种资源极其丰富,尤其是在高海拔地区。每座山都相当于一个“岛”,每个“岛”上的物种都是完全不同的新物种。”陈瑞越说越激动。
科学研究发现,研究高原生态系统的形成和发展以及高原特殊环境中动植物物种的形成、进化、进化和独特性具有重要的生物学意义。
实地研究通常是危险的。
在亚马逊丛林深处,陈睿和他的探险队沿着亚马逊河航行了10多个小时。那时,刮风下雨。河水上涨得如此之高,以至于船只几乎无法移动。突然从100米外传来一声嚎叫。陈睿转过头,看见几个裸体的土著人拿着箭和弩,朝他们挥舞着嘴。“这是一个警告。让我们赶快离开。”现在想来,陈睿还是有点害怕。
在丛林中,陈睿穿着高靴小心翼翼地走着。亚马逊雨林是世界上最凶猛的蚂蚁——子弹蚁的家园,“子弹蚁”的大小与人类的手指关节差不多。被它咬了之后,就像被子弹击中一样,很痛。”
夜幕降临时,观察夜间活动的动物,陈睿的脚步很轻,因为在黑暗中,可能隐藏着豹子...
每年,大约三分之一的时间,陈瑞都在进行科学研究。他去过青藏高原海拔6000多米的雪山。穿越雅鲁藏布江大峡谷;去过神农架的原始森林;从南方到西沙,从北方到漠河,我遇到了地震和泥石流……我大大小小的伤疤记录了科学研究的艰辛。
尽管如此,陈睿仍然享受着这种“野外生存”的生活。每当我经历艰难困苦时,我发现陈瑞非常开心和满足,就像我躺在地上看蚂蚁一样。
《时间胶囊》中的“缅甸黎明蛇”
一滴不小心掉下的树脂瞬间冻结了被包裹的生物,就像一个“时间胶囊”,保护这个“古老的时刻”不受风、雨、雷和闪电的影响,地壳的变化,几千万年,甚至几亿年,到达现在的世界。
从古至今,地球上的生命已经延续了5亿多年。有许多这样的“时间胶囊”。
除了参观和研究世界各地的生物,陈睿还将研究这些“时间胶囊”,以解开古代游客的生命进化密码。
中国科学院动物研究所,陈睿的办公室,收藏了超过10万件大大小小的琥珀。
每次从矿区采集琥珀原石时,陈睿和他的同事需要打磨掉琥珀表面的泥状生皮,用砂纸打磨,然后通过显微镜观察确认琥珀中的生物群,然后画出并描述其特征。之后,有必要查阅大量相关文件和资料,根据显微CT扫描的三维形状分析琥珀中生物的结构,从而最终确认生物的真实身份。
“时间胶囊”带来了一个又一个“新朋友”。
2016年初,琥珀收藏家肖佳收到了一块黑色且不显眼的琥珀石。研磨掉琥珀的部分表皮后,肖佳发现琥珀中有一部分动物内含物和一些碳化的植物碎片。起初,她猜想那是一只巨大的蜈蚣,但在放大镜下仔细观察后,她发现“蜈蚣腿”实际上是在动物体内,可能是一只小蜥蜴折断的肋骨,但身体有点长。
碰巧,肖佳看到了一张眼镜蛇骨骼的照片。她的眼睛发亮了。"这幅画中的蛇骨与琥珀中的动物骨非常相似!"肖佳很快发现了琥珀并重新观察。她发现这只“蜥蜴”没有脚...
兴奋的肖佳赶紧联系了陈睿。果然,这是一项重大发现,这是世界上第一条蛇琥珀。“大多数蛇骨的质地不是很硬。形成化石并保存它们是非常困难的。”陈睿说,蛇化石极其罕见,以前从未在琥珀中发现过蛇。
为了确认“小蛇”的身份,陈睿联系了中国地质大学(北京)副教授邢利达。碰巧,邢利达手里还有另一个蛇皮标本,但没有骨头。双方决定在研究中合作。
重建骨骼的三维结构,分析比较数据,确定蛇的种类...这项研究持续了将近两年半。2018年夏天,陈睿终于确认了“琥珀蛇”的身份。
“琥珀蛇”来自著名的琥珀产地——缅甸北部克钦邦的湖广谷,那里的琥珀大约有9900万年的历史。在显微CT中,化石中的“琥珀蛇”有4.75厘米长,保留了头后骨,包括大约97块椎骨、肋骨和一些皮肤。如果标本完整,“琥珀蛇”的长度约为9.5厘米。
“琥珀蛇”被命名为“缅甸黎明蛇”:“缅甸”是它被发现的地方,“黎明”一词用来表示对提供化石的贾小志的敬意,也表达了“黎明”的比喻意义。
这条蛇是一条新生的蛇,它从壳里出来后不久就被树脂“冷冻”了。在蛇的进化树中,如果活着的蛇是树冠上新长出的树枝,那么‘缅甸黎明蛇’应该是树干位置的蛇的祖先。”陈睿说。
石头探险记录中的“琥珀虾”
2015年,陈睿和他的同事柳椰等人组成了一个以科研和科普教育为核心的团队,名为《史坦集》,成员包括来自中国科学院、北京大学、南开大学、中国农业大学、北京林业大学等多所大学和研究机构的数十名科研人员。
经过几年的不懈努力,该团队已经打磨和研究了10多万件昆虫琥珀,并拥有中国最大的昆虫珍珠研究图书馆,收集了数万件昆虫珍珠标本。在中关村图书大厦的四楼,他们建造了中国第一座博物馆——石头探索博物馆,它位于一家书店。从寒武纪化石到活着的昆虫,成千上万的标本被保存在博物馆里。
一只2280万年前的“琥珀虾”被单独放在一个玻璃陈列柜里。在灯光下,黄褐色的琥珀晶莹剔透。通过放大镜,一只虾跃入眼睛,它长长的“前臂”清晰可见。这是世界上发现的第一个真正的虾琥珀,也是世界上唯一报道的纯水生琥珀化石。
去年夏天,陈睿和他的团队从世界各地收集了许多琥珀石。打磨时,他们发现一块琥珀像“在海的中心”,形状特别漂亮。对美的热爱驱使他们小心翼翼地打磨...抛光后,琥珀非常透明,但似乎没有生物,每个人都失去了一段时间。
陈睿也有点沮丧。他拿起琥珀,漫不经心地看着...突然,他紧紧盯着琥珀,然后使劲揉了揉眼睛,又睁大了眼睛。“虾,看起来像虾。”陈睿哭了,但这是他从未见过的发现。“感觉就像中了彩票一样!”
事实上,陈睿的类比并不十分恰当,因为这一发现远低于中彩票的概率。
琥珀是由古代滴下的树脂包裹生物体形成的。虾是一种水生生物。它是如何“游”进树中的树脂的?"据估计,这种可能性是亿万分之一。"陈睿说。
经过研究,陈睿和他的同事证实琥珀来自墨西哥。琥珀中的虾在中新世早期分布在墨西哥的红树林河口。该团队将其命名为“河口长臂猿虾”。
陈睿推测这应该是一个非常偶然的巧合。一种可能是红树林里有一条小溪,碰巧把虾冲到岸上,松节油滴下来包裹虾。或者,当小虾受到惊吓时,它们会跳起来,扔下一滴树脂来“密封”它。
琥珀是大自然给人类的礼物。它在数亿年前带来了信息。
这种“琥珀虾”不仅是人类第一次看到“3D形式”的古代虾,而且琥珀中不仅有虾,还有残叶和甲虫幼虫。碰巧红树林河口也是淡水和海水交汇的地方。“这种小虾属于一种长臂猿虾,1亿年前生活在海里,但现在这种虾生活在淡水中。这种虾表现出从海水到淡水的过渡。这为研究许多生物从海水到淡水的进化提供了重要的证据。”陈睿说。
探索精神的传承
除了科学研究,陈睿还有一个身份老师。
有一次,我去了台湾。陈睿看见一只毛毛虫,蹲下来观察。一个男人走近他,后面跟着两个女孩。那人微笑着看着陈睿和毛毛虫。他拍拍陈睿的肩膀。"我的两个女儿,尤其是毛毛虫,我们能和你一起看吗?"陈睿愉快地同意了。
陈睿非常崇拜这位父亲。许多父母可能会阻止他们的孩子观察毛毛虫,说毛毛虫可怕而且有毒,这实际上妨碍了他们的孩子接触大自然陈睿说,“如果我们甚至不了解我们周围的动物和植物,我们怎么能学习科学和了解世界?”
这也是石头探险队成立的原因之一。陈睿希望和他的伙伴们一起为孩子们搭建一座通向大自然的桥梁。
自该团队成立以来,由史坦吉开发的科学课程已经让成千上万的孩子受益,“从幼儿园大班到高中学生”陈睿说,每门科学课程包括动物学、昆虫学、生物地理学、生态学、统计学、化学、物理学和英语。
该团队甚至会带孩子们去亚马逊丛林、马达加斯加和马来西亚婆罗洲雨林,真正感受探索的魅力,学会坚持和发展科学思维。
探索精神的传承是在这个连续的过程中呈现的。
15岁的宋·成俊(音译)从每月的第一天开始,每周都要花半天时间和石头探索博物馆的科学家们一起研究昆虫。他还参加实地研究。有一次在打磨原石时,他发现琥珀中有一只鞘翅目昆虫。经过鉴定,这是一件非常原始的甲虫形胸波眼甲,生活在恐龙时代。到目前为止,还没有人发现这为眼炎的分类提供了新的证据,这对人类理解甲虫进化也很重要。
陈睿今年33岁。他也演奏颤音。这本书到处都是他科学研究的珍贵场景。每个视频都讲述了一个关于生活的精彩故事。
当流行病来袭时,陈睿和他的团队重新安排了他们的科学研究经历,并通过摇动他们的声音向孩子们展示了一个全新的“云科学研究”。
“走进非洲失落的马达加斯加岛”,昆虫专家柳椰带着孩子们通过相机进入“无毒岛”,寻找被称为“生命之树”的猴面包树
“动物学博士带你去探索亚马逊”。陈瑞带着孩子们进入亚马逊丛林观察“僵蚕”...
……
这12个令人难忘的科学研究故事向孩子们展示了大自然的奇迹,这样他们就可以“旅行数千英里”而不用离开他们的家。“云研究”非常受欢迎,已经收到近千万次广播。
除了“云研究”,陈睿和他的团队还在忙着写科普书籍。他们期望唤起更多孩子的探索之心,“因为在生命进化的长河中,有太多的惊喜等着我们去发现。”陈睿看着眼前的琥珀说,亿万年前的生命,清晰可见。
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