search
中科院南京古生物所:地層學和古生物學的探秘者

中科院南京古生物所:地層學和古生物學的探秘者

①楊群在莫斯科開展學術交流。

②南京古生物所研究中樓

③生命演化示意圖

④最早的動物-貴州始杯海綿

■本報記者 沈春蕾

在南京古雞鳴寺邊上有一個古老的科研單位,它是科學院南京地質古生物研究所(以下簡稱南京古生物所)。南京古生物所是專業從事古無脊椎動物學和古植物學研究的科研機構,也是亞洲最大的古生物學研究所,並被外國學者譽為「世界三大古生物學研究中心之一」。

南京古生物所所長楊群告訴《科學報》記者:「這裡孕育了四五代地層學和古生物學的探秘者。」

科研亮點

南京古生物所由著名地質、古生物學家李四光於1951年倡導組建,曾被國際專家評估為:「亞洲第一、世界最好的地層古生物研究機構之一,21世紀一定能成為世界領先的研究所。」

楊群介紹道:「近年來,南京古生物所聚焦寒武紀大爆發(5.4億年~5.2億年)之前的生物演化過程,並且取得了一系列重大科研進展。」

從世界地層古生物研究發展來看,1909年,首先發現了布爾吉斯頁岩的寒武紀生物群,1947年,發現了埃迪卡拉生物群砂岩中的印痕化石。楊群說:「長期以來的前寒武紀研究缺少宏體化石,目前還存在大量沒有解決的科學問題,首先是古生物方面:寒武紀之前的生物是如何演化的、動物起源在什麼時間、祖先動物什麼樣……」

2014年,南京古生物所在三峽地區燈影組的碳酸鹽地層中,發現了多種類型的埃迪卡拉生物群典型分子。埃迪卡拉生物群是寒武紀大爆發前夕埃迪卡拉紀最為獨特的宏體化石生物群,它在早期宏體生物的演化過程中佔有極為重要的位置。

楊群告訴記者,埃迪卡拉生物群在澳大利亞首次發現以來,已在全世界大約30個地區發現,幾代科學家從上世紀80年代起廣泛尋找,但一直未發現典型的埃迪卡拉生物群,因此,三峽的發現算是補上了這一塊重要的拼圖,而且其獨特的保存方式為深入了解這一動物群提供了全新的視角。

2015年,南京古生物所殷宗軍博士及其國際合作團隊在甕安生物群中發現了最古老的原始海綿動物化石,意味著動物起源的時間可能遠遠早於傳統推測,也為了解6億年前的甕安生物群化石的多樣性提供了新的數據和啟示。

殷宗軍說:「雖然1998年甕安古生物化石群便已被發現,但長期以來缺乏固定機制和具體規範進行行之有效的保護。」今年4月1日至3日,南京古生物所組織甕安生物群化石保護與科學研究國際研討會,協調各方達成保護共識。

南京古生物所戎嘉余院士、沈樹忠院士等對顯生宙歷次生物大滅絕進行了系統總結,並且對每一次生物大滅絕的型式和原因等進行了細緻的分析,結果發現每次生物大滅絕不盡相同,其原因也遠還沒有研究清楚。

「要真正解答這些問題,還需要精準的化石分類學、高精度的時間框架,以及多種地球化學指標相結合的環境背景等綜合研究,才能得出比較合理的結論。」沈樹忠指出。

楊群說:「我們的科研人員對奧陶紀末生物大滅絕作出了大量有影響的優秀成果。」例如,2017年,以研究員張元動為首的科研團隊在浙江安吉發現奧陶紀末的特異埋藏化石群——安吉動物群,展現了前所未知的「劫後餘生」獨特場景。

世界各國地層和古生物科學家的最終目標就是要把地質歷史時期各種事件列在統一的時間框架下,國際年代地層表是研究地球歷史、探索生命演化統一的時間標尺,然而國際年代標準如何來確定?這裡需要全球年代地層單位界線層型剖面和點位(GSSP)——俗稱「金釘子」。

「十二五」期間,全球寒武系江山階底界標準——第10顆「金釘子」在湖南建立,「這是我所科學家主持建立的第7顆『金釘子』,未來還會有突破。」楊群肯定地表示。

優化調整

不難發現,南京古生物所基本實現了「十二五」時期「一三五」規劃的既定目標,2015年,在中科院「一三五」執行情況評估中獲評優秀,2016年,「金釘子」研究代表中科院成果參加國家「十二五」科技創新成就展。

面向「十三五」,南京古生物所對「一三五」規劃進行了優化調整。其中,古生物學與地層學基礎研究、應用基礎研究和科學傳播的一個定位不變。「十二五」時期的三項重大突破分別是:早期生命起源與演化,生物宏演化及其機制,地層層型、后層型研究及其應用。「十三五」將第二項突破調整為:海洋生物宏演化及其機制。

「十二五」時期南京古生物所的五項重點培育方向分別是:地質歷史時期生物多樣性和譜系重建、地球生物學、應用古生物學與精時地層對比、古生物學與地層數學化研究、沉積學與古生態學,「十三五」時期,南京古生物所將其中的地球生物學、沉積學與古生態學調整為關鍵生物演化時期的古環境、陸地生態系統起源演化。

楊群告訴記者:「我們對『一三五』作了更加明確地細分,也將有利於『十三五』時期科研力量的分配,以取得更好的科研成果。」

研究員王軍主要從事古植物學研究,他在接受《科學報》記者採訪前剛從美國回來。他的研究方向對應於重點培育方向之陸地生態系統起源演化。他告訴記者:「在古植物領域的研究團隊日漸減少,我去美國也是找一位相識多年的教授交流一下,如今這樣的同行可以用指頭數得過來。」

可以說,王軍團隊的研究成果已經領先於國內外同行,他卻謙虛地說:「國外同行從事該領域的時間比我們早上百年,如今我們只是追趕上,如何保持這樣的優勢,還需要繼續努力。」

談到目前面臨的困惑,「隨著研究的深入,可供參考的古植物研究文獻越來越少。」王軍說,在研究所和老一輩科學家的支持和鼓勵下,他也在拓寬思路,跟現代植物相關的學術交流也積极參加,希望通過學科的交叉獲取更多可供古植物學研究借鑒的信息。

平台建設

南京古生物所副所長詹仁斌是創新研究群體「早古生代重大生物事件及其背景機制」的負責人。該團隊主要研究4億~5億年之前海洋生物宏演化,以及與宏演化有關的地質事件。他說:「從理論方面來看我們研究的是生物演化,但還有應用研究,因為該時期也是重要礦產資源形成時期。」

身為「傑青」和「百人」,詹仁斌說:「經費和人才是科學研究的保障,我希望能有更多的優秀人才來到南京古生物所,產出更多的科研成果。」

在科研平台上,南京古生物所擁有現代古生物學和地層學國家重點實驗室、中科院資源地層學與古地理學重點實驗室以及幾個研究室組成的基礎研究部。

其中,國家重點實驗室在充分利用得天獨厚的豐富化石資源和特有的地質條件的基礎上,開展具有重要科學意義的古生物學和地層學關鍵問題的探索和理論研究,已經連續四次被科技部評為優秀(A)類國家重點實驗室。

以實驗室建設的GBDB地層古生物資料庫平台為例,隨著超算技術的應用,不僅可以開展多類群生物演化的定量大數據計算,而且可以應用於地層精確劃分與對比、烴源岩時空分佈等的研究。

新建的院重點實驗室以資源地層學和古地理為主要研究內容,著重研究化石能源和其他資源地層生產實踐中的相關科學難題,探索和開發以應用為主要目標的新技術和新方法。

楊群指出:「院重點實驗室主要加強研究所應用基礎研究,為研究所與能源和地質礦產資源產業的緊密結合提供一個長期合作、共同促進的平台,尋求服務於生產實踐,在與生產實踐的結合中發展學科。」

《科學報》 (2017-07-17 第5版 創新周刊)
熱門推薦

本文由 一點資訊 提供 原文連結

一點資訊
寫了5860316篇文章,獲得23305次喜歡
留言回覆
回覆
精彩推薦