讲座 | 中国古动物馆馆长王原：化石背后的故事
近日，中国古动物馆馆长王原博士做客广州学而优书店，围绕首届“中国自然好书奖”年度视觉奖的获奖图书《听化石的故事》，带领我们走近中国古动物馆最具代表性的化石标本，揭秘数亿年的化石背后的生物演化历史，以及关于这些化石不为人知的故事。以下讲座内容摘编自现场录音整理稿，经主办方和王原本人校核并授权发布。
化石是古生物学研究的载体，也是古生物学研究的对象。它既触手可及、生动形象，又年代久远、充满神秘。在每一件化石的背后都隐藏着无数惊心动魄的故事，同时也留下了许多可以发挥想象的空间。对于化石的研究最能激发我们的好奇心、想象力和探索精神。化石是解读生命和地球演化的钥匙。通过研究远古生命的化石，与现在的生命形态相对照，并且参考二者中间所发生的一系列变化，我们就能够追溯到生命最初的起源和演化的线索。
中国古动物馆馆长王原讲座现场
先驱杨氏鱼：总鳍鱼真的是四足动物的祖先？
先驱杨氏鱼是原始的肉鳍鱼类，属名以中国古脊椎动物学的奠基人杨钟健先生而命名。现在世界上的肉鳍鱼是一个很小的类群，只包括两种空棘鱼和六种肺鱼。但在三四亿年前，肉鳍鱼是脊椎动物一个重要的大门类。这条鱼全身一共10厘米长，有一个2厘米多长的小头，在中国古动物馆展出的高50多厘米的是它放大20倍的蜡质头骨模型。
中国古动物馆先驱杨氏鱼模型
先驱杨氏鱼化石的研究者是张弥曼女士，她是中国科学院院士，瑞典皇家科学院的外籍院士，也是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的研究员。2018年，凭借对杨氏鱼的重要研究，张弥曼荣获了联合国教科文组织“世界杰出女科学家奖”。上世纪80年代初，“连续磨片制蜡模法”是CT技术出现之前学术界广受推崇的研究方法，是可以显示化石内部结构的先进技术。当时正在瑞典国家自然历史博物馆进修的张弥曼运用该方法对杨氏鱼的头骨化石进行了复原。
张弥曼在瑞典实验室制作杨氏鱼的头骨放大蜡质模型
通过对放大模型的研究，张弥曼判定杨氏鱼口腔中没有内鼻孔。这一发现在当时全世界的地质学界和古生物学界引起了极大震动。因为总鳍鱼一直以来被认为是四足动物的祖先，但是四足动物是用肺进行呼吸的，因此四足动物的祖先必须要有与外鼻孔相通的内鼻孔，这样才能使外面的空气顺利地进入肺部，保证动物对氧气的需要。张弥曼否定了扇鳍鱼类（总鳍鱼亚纲）有内鼻孔的传统看法，也就从根本上动摇了扇鳍鱼类是四足动物祖先的地位。后来的研究发现，原始的四足型动物——肯氏鱼和东生鱼等，才是四足动物的最近祖先。
拉蒂迈鱼：为何它被称为“活化石”？
拉蒂迈鱼是20世纪极具戏剧性的科学发现之一。1938年12月23日，博物馆馆员马乔里·拉蒂迈（Marjorie Courtenay-Latimer）在南非的东伦敦海港发现渔民打捞上一条奇怪的鱼，它的鱼鳍具有肉质的柄，与她过去见过的鱼都不一样，然后她就绘制了草图寄给了正在外度假的博物馆鱼类学家詹姆斯·史密斯（J. L. B. Smith）教授。教授一眼就辨认出它与早已灭绝的空棘鱼化石长得几乎一模一样，所以它是典型的“活化石”。“活化石”有两层含义：首先是“活”，即现在还生活在地球上；然后是“化石”，代表了一种非常古老的形态，经过漫长的时间仍然没有发生太大的改变，它的祖先在几亿年前就长这个样子。空棘鱼属于肉鳍鱼类，最早的化石见于距今4.1亿年前的泥盆纪早期地层，过去认为它们到7000万年前的白垩纪晚期就已经灭绝了，却不曾想会突然现身在南非。为了纪念拉蒂迈小姐的重大贡献，这条鱼被命名为拉蒂迈鱼。
深海中的拉蒂迈鱼
拉蒂迈鱼有8个鱼鳍（2个背鳍，1对胸鳍，1对腹鳍，1个臀鳍和1个尾鳍）。除第1背鳍外，其余7个鳍均为肉质的鳍。中国古动物馆的讲解员们会在介绍它的时候开玩笑地说：吃一般鱼的时候，鱼鳍上没什么肉，用嘴嘬一下就扔了；但如果吃的是拉蒂迈鱼，吃鱼鳍的时候就有吃鸡腿的感觉了（虽然它的肉并不好吃，不然渔民也不会对其视而不见）。在它的1对胸鳍和1对腹鳍内部发育有骨骼，这其中便体现了进化的过程。进化是在原有的基础上进行结构的改变，如果拉蒂迈鱼长了3对肉质鱼鳍，现在我们看到的四足动物极有可能就是六足动物，我们人类可能会多出一对手臂。其实人类就是超级改进版的鱼，人类是从鱼演化来来的：我们用胸鳍翻动书页，用腹鳍四处走动。当然人类的演化史还可以继续往前追溯，一直追溯到地球上出现的第一个细胞。
中国古动物馆展出的拉蒂迈鱼标本
中国已知有6-7条来自非洲的拉蒂迈鱼标本，中国古动物馆展出的是其中保存最好、最完整的一条。这件标本是科摩罗政府于1981年3月赠送给我国的。当初科摩罗的首脑来中国访问，说“我们是一个非洲国家，物产比较贫乏，没有什么可以送给你们当礼物的，要不送你们一条拉蒂迈鱼吧”，结果就送给了中国5条拉蒂迈鱼，分散在中国的不同地方。拉蒂迈鱼生活在海底200米深的地方，成年个体可以活到80-100岁。它在海底的时候身上发着蓝光，死去之后到了博物馆的标本馆就变成黄色了。
禄丰龙：为何它被称为“中国第一龙”？
我国发行的世界首枚印有恐龙的邮票
禄丰龙的全称是“许氏禄丰龙”，大概身高有2米多高，全长5米多长，属于早期蜥脚型类恐龙。1958年，中国邮政总局发行了一套三枚古生物纪念邮票，其中一枚就是许氏禄丰龙的骨架和复原图，而这枚邮票也是全世界公开发行的第一枚恐龙邮票。它的研究者是前文所提到的中国古脊椎动物学的开拓者和奠基人杨钟健先生。之所以被称为“中国第一龙”，首先是因为它是中国已知时代最早的恐龙，它生活在距今2亿年前的侏罗纪早期，体型比晚期的蜥脚类恐龙小，能够两足行走。它们可能生活在湖岸或沼泽地区，以植物为食。
1941年禄丰龙在重庆的组架现场
其次，禄丰龙也是由中国人自主发现、发掘、研究和装架展出的第一个恐龙。1938年，地质学家卞美年在云南禄丰发现了一只恐龙的部分骨架，次年杨钟健组织了对该恐龙的正式发掘。这具禄丰龙骨架是我国保存极其完整的恐龙骨架之一，70%以上都来自于当时发现的同一个体的原始化石。在它之前中国发现的恐龙化石大多都是零散的骨骼，难以组合成同一个体的完整骨架。1941年，杨钟健将其研究命名为许氏禄丰龙，属名“禄丰”指的是化石产地云南省禄丰县；种名“许氏”献给他在德国求学时期的一位古生物学老师许耐（Friedrich von Huene）教授。当时展出的时候，也是日寇对重庆进行大轰炸最猛烈的时候，但是我国的科学家依然还在辛苦地工作，研究、命名了那条恐龙。虽然国家遭受了侵略，但是我们的人民在精神上没有屈服，而是还要继续奋斗。
《中国龙，从撼地巨人到飞羽精灵》的英国恐龙特展海报
关于禄丰龙还有一段趣闻。2017年的时候，我国在英国的诺丁汉自历史博物馆然举办了《中国龙，从撼地巨人到飞羽精灵》的恐龙特展，其中包括了马门溪龙、禄丰龙、中华盗龙、巨盗龙、中华龙鸟、小盗龙和寐龙等“明星恐龙”。当特展将要结束的时候，英国那边提出了一个小小的请求：能不能把其中一条恐龙模型作为国礼留下来？绝大多数的英国小朋友选择了长相凶悍的中华盗龙，这一下惊动了我国的外交部。因为中华盗龙的中文名中含有“强盗”的字眼，而且它的拉丁学名Sinraptor中的“sin”在英文中是“罪恶”的意思，所以坚决不同意。最后我们就提议将作为“中国第一龙”的禄丰龙赠送给英国。
小盗龙：恐龙是什么颜色的？
电影《侏罗纪世界》中，有一种聪明而凶猛的恐龙——迅猛龙（其实称它的另一个名字“伶盗龙”也许更恰当些），它属于驰龙类恐龙。我国也有一种非常著名的驰龙类恐龙——小盗龙。小盗龙生活在1亿多年前，体长不足一米，是世界已知最小的非鸟恐龙之一。在我国发现了三个种：即赵氏小盗龙、顾氏小盗龙和汉卿小盗龙，化石均产自辽宁西部。顾氏小盗龙入选了我国人教版的小学四年级语文课本《飞向蓝天的恐龙》，它的前后肢都具有与鸟类一样的片状飞羽，当两对翅膀张开时，便能够做滑翔式的飞行，所以它被称为“四翅恐龙”或“恐龙中的双翼滑行机”。一些早期古鸟类的后肢也经常具有飞羽，但无疑增加了全身的重量，飞起来也不方便，于是演化到后来的鸟类后肢的羽毛都退化了，只留下保温用的羽毛，飞行全都靠前翼。但恐龙和早期古鸟类这种“四翼”的演化过渡状态，正好与人类开始学习飞行时所建造的“双翼滑翔机”（其实也是四翼）是相似的。看来恐龙学飞行和人类学飞行的途径可谓不谋而合！
顾氏小盗龙化石（来源：中国古动物馆）
小盗龙还为我们提供了很多非常宝贵的信息。过去我们复原恐龙的外观时主要靠想象，因为恐龙的颜色信息没有保存下来。但是，2012年的时候，我国的科学家在小盗龙的羽毛化石中发现了色素体。色素体是细胞里的一种细胞器，不同形态、类型的色素体可以带给细胞不同的颜色。当科学家把发现的小盗龙的色素体与现代羽毛中的色素体比较后，就可以推断出小盗龙羽毛的颜色是带有金属光泽的蓝黑色。随后在小盗龙的胃容物中又发现了鸟类和鱼的残骸，也就据此可以推断出它的食性。
顾氏小盗龙复原图（2012年）
翼龙：它真的是“会飞的恐龙”吗？
距今2亿多年前的三叠纪晚期，翼龙成为地球上最早会飞的脊椎动物，比鸟类早8000万年飞上蓝天。许多人爱把翼龙称为“会飞的恐龙”，但其实翼龙并不是恐龙，因为它们与恐龙拥有不同的骨骼形态。翼龙的骨骼形态很特别，最显著的区别在于翅膀。翼龙的前肢骨骼和伸长的第四根手指支撑了一对皮膜状的“翅膀”，正是靠着这副翼膜，翼龙才能翱翔蓝天，所以翼龙也被戏称为是“用无名指统治天空”。这与恐龙的飞行结构完全不一样，因为恐龙和鸟类一样都是用羽毛飞行的。但是，翼龙可以看作是恐龙的近亲，它们都属于双孔类爬行动物中的主龙类。现在还有一些活在地球上的爬行动物也属于主龙类，最典型的是鳄鱼和鸟类。所以翼龙可以说是恐龙的近亲。
中国最早命名的翼龙——准噶尔翼龙（1964年命名）
在人们的印象中也有一种动物是靠着翼膜来飞的——蝙蝠。但是蝙蝠和翼龙有一个非常大的区别：蝙蝠是哺乳动物（胎生、哺乳），而翼龙和恐龙一样是爬行动物（卵生），但是依然不能否认翼龙与鸟类、蝙蝠作为脊椎动物征服蓝天的三次演化的重要意义：飞上蓝天就意味着极大地拓展了脊椎动物的生存领域。上述三类会飞的脊椎动物也为人类提供了一个关于“演化之伟力”的范例：在生物演化的过程中，解决一个特定的问题只需重复找到相似的答案即可，而并不需要找到完全相同的答案。
首届“中国自然好书奖”年度视觉奖《听化石的故事》（2018年5月出版，科学普及出版社）
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