作者:周忠和 王元青 来源:科学时报 发布时间:2010-1-27 9:38:02
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周忠和 王元青:快速发展中的中国古脊椎动物学
  
2009年赋予中国古脊椎动物学一些不寻常的色彩。中国的古脊椎动物学家们隆重纪念了离世30周年的学科奠基人杨钟健先生;中国科学院古脊椎动物与古人类研究所迎来了80周年的庆典;我国古脊椎动物学家在《自然》(Nature)杂志上发表了最早最完整的硬骨鱼类化石,被认为改写了生物演化史上的许多推论;有关鸟类起源的系列研究成果入选了中国基础研究十大新闻;发现了现代人起源关键时期(约11万年前)的崇左人化石;一系列的国际学术研讨会在中国召开,中外古脊椎动物学家一起见证了中国古脊椎动物学不寻常的发展历程……
 
同一年,中国的古脊椎动物学家和其他古生物学家、生物学家以及社会各界一道用各种各样的方式纪念达尔文诞辰200周年以及《物种起源》发表150周年。在这本巨著中,达尔文用了两个章节讨论古生物学的证据。美国著名的生物学家Jerry A. Coyne在他的2009年著名科普著作Why Evolution is True中大量引用了近年来中国发现的化石:中国鸟龙、顾氏小盗龙、寐龙、海口鱼、北京猿人等。他还这样写道:“我们能够作出另一个可被检验的预测:有一天,我们将会发现比始祖鸟更古老的带羽毛的恐龙化石。”无须等待,这一年中国的古脊椎动物学家便向世人展现了这一类最好的化石。这无疑是对达尔文这位伟人最好的纪念。鉴于古生物学已经取得的巨大进展,Coyne评价道:“达尔文写作《物种起源》的时候,胚胎学的证据被用作最强有力的证据。今天他可能会将这个荣誉交给化石。”中国的古脊椎动物学家无疑应当分享这一荣誉。
 
近年来,许多国际著名的刊物或杂志对包括中国古脊椎动物学在内的中国古生物学的发展表现出了前所未有的关注,他们好奇的是什么因素促进了这一学科的快速发展。古脊椎动物学这一古老的学科在中国也已有了80多年的历史。从上世纪20年代,国外学者在中国从事零星的古脊椎动物学的研究,到新中国成立后,我国古脊椎动物学迅速发展。近20年来,我国古脊椎动物学的研究进入了一个快速发展的时期:一批中青年人才迅速崛起,成为该领域的中坚力量,一些学者甚至已经跻身其分支领域国际上最为活跃研究者的行列;我国学者仅在《自然》、《科学》和美国《国家科学院院刊》上就发表了近百篇相关论文;中国的自然博物馆事业蒸蒸日上。与此同时,我国古脊椎动物学研究的人才队伍也开始在全国更多的机构扩散,并得到发展。可以说,这一学科在国内外的影响力日益增强。然而,总体水平我们还和国际权威机构存在差距,唯有保存清醒的认识,中国古脊椎动物学才能保持已有的快速发展势头。
 
学科进展:现状与成就
 
历经80余年的发展,我国在古脊椎动物各门类研究方面均取得了令人瞩目的成果。我国古鱼类学研究虽然起步较晚,但经过半个多世纪几代人的不懈努力,已由几乎空白变为世界瞩目的活跃的研究中心,并推动了国际学术界对脊椎动物起源与早期演化的探索。近年来,随着我国北方中生代地层中原始蛙类、蝾螈类和蜥蜴化石的大量涌现,古两栖类和古有鳞类研究出现了蓬勃发展的态势。
 
二叠纪、三叠纪是爬行动物历史上的重要时期,涉及诸多门类的起源和灭绝。最近10年来,我国在这一时期发现了大量具有重要研究价值的爬行类化石,扩大了已知门类古地理分布的范围,同时基于某些全新门类的发现、相关形态学、系统学、形态功能及古环境的分析,提出了一些新的理论。而个别类群早期代表的发现和研究还导致了对经典古生物学难题研究的突破性进展。
 
中国恐龙化石研究已有近百年的历史。经过几代人的努力,从局部地区的发现到遍及全国的化石点,从有限的种类到涵盖几乎所有恐龙类群,从外国学者主导到中国人引领热点研究方向,中国目前已成为世界恐龙研究的中心区域之一,一些方向的研究结果代表了当今恐龙学研究领域最重要的成果。
 
近10年来,随着我国翼龙类化石的不断发现,尤其是热河群翼龙化石的大量发现,使得我国在翼龙的研究上取得了令人瞩目的进展,仅在热河生物群就记述了近20个属种的翼龙化石。加之对翼龙胚胎发育、热血机理和一些翼龙类群的起源、辐射和动物古地理方面的研究,使得我国迅速成为当今国际上研究翼龙的热点地区。
 
古鸟类学在中国的发展经历了一个长期缓慢的发展和积累过程,从上世纪90年代开始出现了快速发展,主要表现在对早白垩世鸟类的大量发现和研究报道。经过十余年的努力,我国一跃成为当今国际研究早期鸟类演化辐射最为重要并最为活跃的地区。经历了大量化石材料的积累之后,一批青年人才开始成长,研究领域和方向不断拓宽,呈现了良好的发展态势。
 
我国古哺乳动物学研究近年来积极参与国际学术界热点问题的讨论和研究,呈现了良好的发展态势。主要表现在两个方面,一是基于对化石材料详细的形态解剖学研究,探讨哺乳动物系统发育和演化关系,完善对哺乳动物一些关键特征的形成和发展过程的认识。二是以新生代哺乳动物生物地层学的精细研究为突破口,完善新生代生物年代框架,并以此为基础,探讨新生代哺乳动物群演替规律及其对全球和区域环境变化的响应。
 
总体上看,经过长期的积累,伴随着我国社会经济的快速发展和国力的不断加强,我国古脊椎动物学的整体发展状况良好,人才队伍较为齐全,在各主要脊椎动物门类的研究方面均取得了若干重大的突破和显著的成果,国际地位得到了较大提升。同时,古脊椎动物学的研究也更加注重对环境背景的分析和对新技术的应用。尽管还存在不少的问题和困难,我国在该领域无疑具有良好的发展前景和巨大潜力。
 
国际地位:优势、不足与对策
 
与国外同类学科比较,我国古脊椎动物学研究具有诸多明显的优势和不足,尽管还存在不同分支学科研究水平上的差异,但整体水平可居世界前列。
 
《自然》杂志的生物科学编辑Henry Gee在最近一篇介绍中国古生物学的文章中评价说:“对外开放产生了新一代的中国研究者;在21世纪初,中国既拥有最好的古生物学家,又拥有最好的化石;如果没有中国丰富的化石资源,中国的古生物学也不会获得如此的进步。”无疑,我国独有的地层和古生物资源分布和潜力在世界堪称无与伦比,在解决脊椎动物重要类群起源和演化关键问题上具有不可替代的作用。我国还拥有一批精干活跃的中青年科研和技术队伍。中国古脊椎动物学经过几代人的努力和长期的积累,已经建立了较为明显的优势和雄厚的基础,奠定了在国际同领域举足轻重的地位。未来10年,中国古脊椎动物学的研究有望在一些重要类群的起源与辐射、系统发育,关键特征的演化、个体发育、功能形态学、古组织学、脊椎动物古地理学、高精度地层学(如东亚地区陆相哺乳动物生物年代标准的建立)、生物与环境的相互作用、不同地质时期陆地生态系统的演化等方面取得一批重要成果或有所突破。
 
目前,我国古脊椎动物学研究在亚洲无疑具有很大的优势,整体研究水平和不少发达国家相比也毫不逊色,但和世界上最为领先的美国相比还有较大的差距。与一些发达国家相比,在一些领域顶尖的专业人才尚显不足,进行对比研究的现生骨骼标本收藏严重欠缺,在新技术的应用和新学科方向的开拓等方面还处于跟踪阶段。
 
另一方面,学科的交叉不能停留在口头上,新技术的应用需要更多人才的加盟。如何进一步拓宽研究领域和思路,用科学研究问题带动古脊椎动物学与生物学(如分子生物学和发育生物学)、地球科学(如古地磁学、年代地层学、稳定同位素地球化学、生物与环境的相互作用)以及其他学科(如工程力学)的交叉,更多地运用新的技术分析手段(如高精度CT扫描、同步辐射、三维复原),加强优秀青年人才的创新能力培养和知识面的拓宽,在一些领域理论创新和系统集成方面有所突破等还值得我们思考。在一些类群和冷门学科方面,我们还存在研究空白,各个分支学科的发展也存在不平衡的现象。要尽快改变这一状况,需通过青年人才的培养和组织大型的综合野外考察,逐步填补学科领域、演化和地区上的空白。我们还应当认识到,在现生脊椎动物骨骼标本的收藏方面,需付出长期的努力,才能缩小我国在此方面和发达国家的巨大差距。
 
此外,在脊椎动物化石资源的管理保护等方面还处于尴尬的状况:保护的现状尚不尽如人意,资源的破坏和流失依然严重,正常的科研工作在政策层面上得不到应有的支持和保障。如不迅速改变这种状况,对中国古脊椎动物学的健康发展将起到严重的制约作用。博物馆建设中对脊椎动物化石的收藏和研究还存在不少急功近利的现象。国内同行的学术交流还有待加强。为保障该学科的持续发展并提高其在国际学术界的地位,建立一个国家重点实验室已迫在眉睫。此外,古脊椎动物学的研究和教学如果能在全国更多的博物馆和高校得到发展,将会保证该领域人才的不断壮大和学科的高速可持续发展。(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员 周忠和 王元青)
 
《科学时报》 (2010-1-27 A1 要闻)
 
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