穿越时间的 “鱼”
2023-06-15李斐然
李斐然
张弥曼在修理化石
世界的深夜
张弥曼觉得2018年太吵了。
这一年,热闹和光环一起涌到了这位82岁的古生物学家面前。3月份,联合国教科文组织邀请她到法国参加典礼,授予她“世界杰出女科学家奖”。这一奖项每年只颁给全球5位女性。几个月后,何梁何利基金为表彰她对科学的贡献,颁给她最高奖“科学与技术成就奖”。人们管她叫“先生”,称呼她“大家”。
人们像发现恐龙化石一样,突然察觉到一位伟大的科学家的存在,发现了她在古生物学领域的杰出成就。尽管在过去60年中,她一直就在北京二环边最热闹的一条街旁的中国科学院古脊椎动物与人类研究所(简称“古脊椎所”),日复一日地默默工作。
她几乎是全世界最了解古鱼的中国专家。大部分古生物学家所研究的时间范畴在几百万年内,但张弥曼的研究范畴纵贯数亿年,且在每个领域都有扎实严谨的发现,这在世界范围内都是极为罕见的。
迄今为止,世界上已有许多古生物以她的名字命名,它们包括一种现已灭绝的古鱼,一种在中国热河发现的恐龙,还有已知最古老的一种今鸟型类的鸟……
在古脊椎所,时间以另一种尺度计算,不是去考虑一年365天,而是去思考地球已有的46亿年。如果把这个时间跨度压缩成人类纪年的一年,在这一年里,直到3月中旬,地球上才出现最早的生命迹象;到12月初,地球上才出现大规模沼泽地与大片森林;恐龙在12月中旬称霸地球,可是好景不长,它们于12月26日灭亡。直到12月31日接近午夜时分,人类才登场。
对张弥曼来说,让她毕生着迷的正是这个万物演化的世界,这个既热闹又孤单的学科。在她面对化石的那一刻,房间里仿佛重现许多遥远时代的生命。
第一条鱼
在野外考察的时候,张弥曼很难让人看出是一位院士。她永远都自己拎包,自己搬石头,“她会不计成本地去做一些外人看来很小的事情”。很多项目从头至尾只有她一个人,每一步都是自己做,直到现在,很多标本还是她亲自修复的,这会花费很多时间,但她不放心交给别人。
张弥曼研究的都是遥远的历史,没有人亲历过现场,人们只能从偶然锁在化石里的痕迹推测当时的状况,所以,一切判断都要特别小心——你可能是几亿年来,第一个认识这种生物的人,也可能会成为几亿年来,第一个毁了它的人。
以最谨慎的推测,在地球数十亿年的演进中,鱼类可能开启了关键的一幕:脊椎动物诞生后的近1亿年时间里,它们都只能生活在水里。直到3.7亿年前,一群勇敢的鱼终于决定离开熟悉的海洋,爬上陆地,开始新的生活。它们从此改名为“四足动物”,而其中一个遥远分支就成为正在阅读这段话的人类。
在古生物学家眼中,人类就是改版后的鱼。直到现在,我们身上还保留着来自遥远祖先的痕迹——我们从鱼类祖先那里继承了绵长曲折的喉部神经路径,胎儿出生之前还有过鳃裂消失的阶段,背部和腕关节的主要骨骼都是从水生生物进化而来的。所以,我们走路久了背疼,长时间打字手腕酸痛都情有可原,因为我们的鱼类祖先平常可不干这些事情。
那么,第一条鱼如何爬上陆地?离开完全熟悉的水的世界,鱼类登陆后发生了什么?它们要如何呼吸、如何支撑自己的身体、如何活下来?从它们身上反推,当时陆地是什么样子的?它们在演化中所经历的起起落落,会不会发生在我们身上?
这些就是张弥曼所感兴趣的终极命题。为了给这些命题一个尽可能准确的答案,张弥曼付出了太多的时间。刚开始工作的时候,为了搞明白在浙江发现的中生代鱼化石的归属细节,她一到周末就带着化石去挨个儿拜访当时著名的鱼类专家,向他们求教。
那时候写论文全靠手写,要一个字一个字地誊写在方格稿纸上。论文动辄上万字,大部分人的稿子会有些许修改,只有张弥曼的稿子,哪怕交来的只是底稿,也从头到尾工工整整,即使这一页最后一行有一个错字,她也会把这一页从头再抄一遍。
张弥曼的学生说,在她身上,既有文气,又有“匪气”。她很谦逊,是大家闺秀,可是胆子也很大,敢跟人叫板。《自然》杂志对她的特写里面,同行转述了一则往事。那时候她作为学生代表,带队去哈萨克斯坦的危险区域考察,当时旅馆拒绝接待这些中国人,她便拍着桌子,毫不退缩地跟前台理论,要求入住。最后,她为团队争取到了应得的房间。
她上大学的时候,这门学科被视作“祖国的眼睛”。她被选派留苏,通过鱼类化石判断地层,希望为国找油找矿。可等她学成回国,这个学科已经成了“祖国的花瓶”。
这成为考验那一代科学家的一个核心命题——活在光圈之外的科学家的乐趣是什么?
事实证明,最迷人的还是那些原始命题——第一条鱼的故事。“这门学科带来的最大乐趣,无非就是由不知到知。”就这样,她还在一次次奔赴野外,用地质锤敲击着大地,寻找锁在石头里的鱼,努力推动科学的进步。
张弥曼介绍她的研究工作
反对
1980年,张弥曼再次到瑞典国家自然历史博物馆访学。那时候,瑞典学派还处于极盛状态,她的老师们都是瑞典学派最主要的代表人物、早期脊椎动物研究的绝对权威。
特别是导师雅尔维克,正是因为他所发表的专著,“四足动物起源于总鳍鱼类”这一论点才成了教科书上的公认观点。他认为,3.5亿年前,总鳍鱼类是陆地上最高等的动物,它们长着内鼻孔,可以不用鳃就直接呼吸空气,这是鱼类从海洋登陆的一大先决条件,所以,很可能就是这种鱼第一个从水中爬上陆地。
1982年3月31日,张弥曼博士论文答辩。这一天来旁听的人比平时都要多,当时有很多著名的古鱼类学家带着自己的标本,从其他国家赶去斯德哥尔摩,见张弥曼。她的论文题目是《中国西南部云南省早泥盆世总鳍鱼类杨氏鱼的头颅》,在论文中,她明确提出,540多张连续磨片的结果显示,杨氏鱼没有内鼻孔。
这是古生物学史上最重要的一次反对。鱼类登陆呼吸需要内鼻孔,但属于总鳍鱼类的杨氏鱼没有内鼻孔,这直接动摇了总鳍鱼类是陆地四足动物起源的传统判定,改变了此后的教科书。张弥曼取得了博士学位,也为中国科学家赢得了世界声誉。
30多年后,年轻的古生物学家朱敏和卢静接手了张弥曼当年的研究。现在可以依靠CT扫描和同步辐射等新技术,在较短时间内精确复原古鱼化石的脑颅。为了对照研究,卢静用CT扫描杨氏鱼化石,并将计算机重建出的模型和张弥曼30多年前手工做出来的模型进行了对比。令人惊愕的是,哪怕是最精细的地方,差别都微乎其微。
不仅如此,张弥曼所做的连续磨片,清晰细腻地复原出杨氏鱼的脑颅、脑腔、脑腔血管,甚至神经通道的极其微小的细节,这是连目前最先进的CT方法和数字还原技术也无法获得的准确信息,是再精密的机器也无法实现的极致还原。哪怕已经过去30多年,只要看一眼就能明白,为什么连绝对权威也不得不服气。
21世纪的古生物学家
数十年里,张弥曼影响了许多“人类又进一步”的发现。在研究古生代鱼类有所突破后,她又对中国中生代鱼类、青藏高原新生代鱼化石展开研究。在她的推动下,以30多岁的年轻人为主体的研究团队开始研究辽西热河生物群,使中国成为国际古生物研究的焦点。
2005年秋天,北美古脊椎动物学年会组织了“荣誉学术研讨会”。在研讨会上,曾任耶鲁大学研究生院院长、费城科学院院长的汤姆森教授赞叹:“40年前,一个来自中国的年轻女学者张弥曼,将云南泥盆纪鱼化石标本带到瑞典自然历史博物馆,给传统的四足类起源理论闹了个底朝天!”
张弥曼过70岁生日的时候,她的学生朱敏将一种新发现的鱼献给自己的导师。他给它取名为“晨晓弥曼鱼”。他说,这条鱼的科学地位很像他的这位老师。它是最原始的辐鳍鱼,在演化中的地位很重要,位于进化树的关键分叉点上,影响了后来无数的鱼类。
事实上,张弥曼所带来的关键节点不止一个。20世纪80年代,她任古脊椎所所长。张弥曼的同事苗德岁说,她是一个敢做敢当的领导。那时她促成的中加联合恐龙考察,是当时国内罕见的大型国际科技合作项目。那么大的项目就是张弥曼在飞机上谈成的。限于当年的通信条件,她既没法向任何人请示,也没有时间层层打报告申请,当场就同意了。那次科考发现了大量恐龙珍品标本,也培养了一批年轻的研究人员,极大地促进了中国古脊椎动物学研究的发展。
2018年夏天,从不接受任何挂职头衔的她,答应担任化石点附近一所学校的荣誉主任,借当年的热闹带来的一点影响,保护一段4亿年前的历史。她还不想停下来,便给自己起了一个笔名“尚能西”,因为她喜欢这个古老的寓意:“谁道人生无再少?门前流水尚能西!”
在给学生的赠书上,她题上了这样的话:“自由比权利重要,知识比金钱永恒,平凡比盛名可贵,执着比聪明难得。共勉。弥曼。”
夜晚到来的时候,世界再度归于安静,房间里又只剩下她一个人了。不过,等化石里的秘密复活,热闹便又会回来,就像她的学生朱敏所记下的那样,“深夜,她在显微镜下静静地观察云南的古鱼化石,4亿年的时空穿梭,肉鳍鱼在中国南方古海洋中畅游,同样闪耀着逼人的美丽蓝光,但不是在深海避难所中,而是在滨海,在海湾,因为它们是当时地球上最高等的动物”。张弥曼终其一生追寻的,就是这项遥望过去的迷人事业。
(虫儿飞摘自东方出版社《她们和她们》一书,本刊节选)