南京生物研究所

在我们的星球几十亿年的演变过程中，无数的物种诞生了，同时，也有无数的物种湮灭。沧海桑田，岁月赋予了这些物种一种神奇的存在方式——化石。 有这样一群人，他们奉献一生，只为寻找化石秘密；他们默默无闻，用自己的青春年华孜孜不倦地还原地球过往的印记。近日，由中国古生物化石保护基金会联合新华公益推出的“平凡化石故事·非凡贡献人物”活动，将发掘这些在古生物化石发现、科研、修复、宣传、艺术展示、文化传承以及保护等方面做出不朽贡献的人物，揭开这些人物背后鲜为人知的故事。2018年6月21日，国际地质科学联合会批准把寒武系第三统和第五阶共同底界的“金钉子”“钉”在中国贵州剑河，这是中国确立的第11颗“金钉子”。而在这11颗“金钉子”中，中国科学院南京地质古生物研究所（简称中科院南京古生物所）“金钉子”研究集体主持确立了7颗，参与确立了2颗，在国内外同类科研机构中，遥遥领先。图为中国确立的“金钉子”在国际年地层表中的位置（红色箭头所指由南京古生物所确立）我们这里所说的“金钉子”，并非用金子做的钉子，却比所谓金钉子更珍贵。地质学中的“金钉子”，是对全球年代地层单位界线层型剖面和点位（GSSP）的俗称，是全球地层划分和对比的国际标准。正因如此，“金钉子”的确立和审批是个相当严格的过程，严谨且漫长。中国加入到全球“金钉子”的研究和竞争比国际上晚十余年，数十年的努力，明显后来居上。中国的第一个“金钉子”是中奥陶统达瑞威尔阶的底界，于1997年确立在浙江省西部的常山县黄泥塘剖面，由南京古生物所金钉子研究集体的陈旭院士主持完成。其建立过程相当艰苦，充满了我国老一辈科学家的智慧和勇气，以及对科学的执着追求。这一“金钉子”的前期工作（即基础地层古生物研究）从上世纪40年代就已经开始，但有针对性的创建工作是从1990年开始的。那年9月，第四届国际笔石大会的野外考察在浙江和江西交界的“三山地区”（江山-常山-玉山）进行。这一地区奥陶系发育完整，出露好，主要海洋生物类群的化石标本保存精美，给与会的各国专家留下了深刻的印象。随后不久，国际奥陶系地层分会成立了一个以陈旭为首的国际界线工作组，研究论证在“三山地区”确立奥陶系内第一个“金钉子”的可能性。然而，“三山地区”当时还是浙西赣东北最落后的地区，交通闭塞，生活和工作条件都很艰苦。在黄泥塘“金钉子”剖面工作时，南京古生物所的研究人员为节省经费，同时提高工作效率，有时就住在剖面附近的农户家，搭伙吃饭。每天日出而作，日落而息，可以工作10小时以上。1991年9月的一天，因为去考察相距较远的一条剖面，陈旭与其研究生张元动租了一辆机动三轮车前往，在途中爬一个陡坡时因为颠簸而翻进了路旁的一条水沟，陈旭身上多处受伤，鲜血直淌，所幸并无大碍，从车子里爬出来帮助司机把车子抬到路上继续前行，自己则去村卫生所进行了简单包扎，当天还完成了全天的工作计划。图为陈旭院士等在国内第一个金钉子剖面自然条件的恶劣、生活条件的艰苦都算不上什么，真正难的是科学上的突破。奥陶系形成于距今4.88-4.44亿年，是地球历史上海洋生物开始急剧多样化的关键时期。全球奥陶系的“金钉子”研究工作虽然从七十年代即已开始，但因面临诸多棘手难题而进展缓慢，毫无建树。直到中国学者介入，才在九十年代中后期实现了国际奥陶系年代地层研究的重大突破。当时世界各国的奥陶系基本都是参照已经沿用了100多年的英国传统划分，尽管这个划分存在着许多难以克服的严重缺陷。为解决这个难题，陈旭等选择了当时研究程度还很低、但是很有可能成为国际标准的一种名叫“澳洲齿状波曲笔石”的化石作为研究重点，对这一生物类群的结构特征、系统位置、演化关系和地层地理分布等进行了详细研究，确定了该类群的演化路线，揭示了它在区域内和全球范围内的对比意义，很好地解决了上述疑难问题。当时英国奥陶系研究的首席科学家理查·福蒂教授曾极力维护英国的传统划分，想通过厘定界线定义、深入研究新剖面等多种方式把该“金钉子”建在英国。但是，当最后把黄泥塘剖面的研究成果展现在他和国际奥陶系相关权威专家面前时，他知道英国已经离这枚“金钉子”渐渐远去。2000年，张元动应邀到他所在的英国自然历史博物馆进行合作访问时，他由衷地表示出对黄泥塘剖面的赞赏，并认为这枚“金钉子”的确立是全球奥陶系数十年来最突出的进展。中国每一颗“金钉子”的建立过程都有精彩“故事”，上面这些只是这一历史进程中的一点花絮和枝节，但却能从侧面体现出我国科学家穷且益坚的坚强意志、追求卓越的优秀品质和真挚殷切的爱国情怀。万事开头难，黄泥塘“金钉子”的确立，叩开了在中国建立更多“金钉子”的大门。之后，南京古生物所“金钉子”研究集体再接再厉，主持或参与在中国确立了系列“金钉子”：2001年，国际地科联批准由南京古生物所参与研究的浙江长兴县煤山D剖面为全球二叠系—三叠系界线的“金钉子”，这也是划分古生代和中生代的最重要的“金钉子”。2003年，国际地科联批准将南京古生物所彭善池研究员主持研究的寒武系排碧阶底界“金钉子”建立在湖南花垣县排碧乡，并正式将全球寒武系第4统命名为“芙蓉统”，其最下部的阶命名为“排碧阶”，使得中国的地名正式进入了国际年代地层表。2005年，由南京古生物所金玉院士主持研究的两个“金钉子”同时获批。即确立在广西来宾蓬莱滩剖面的二叠系吴家坪阶底界（亦即乐平统底界）“金钉子”，确立在浙江长兴县煤山D剖面的二叠系长兴阶底界“金钉子”。后者的确立，也使得长兴煤山成为目前为止全球唯一拥有两颗“金钉子”的单一地层剖面。2006年，由南京古生物所陈旭和戎嘉余院士主持研究的湖北宜昌王家湾北剖面被确立为奥陶系赫南特阶底界“金钉子”。2008年，由彭善池研究员主持研究的寒武系古丈阶底界“金钉子”被确立在湖南古丈县罗依溪。2011年，由彭善池主持研究的寒武系江山阶底界“金钉子”被确立在浙江江山县碓边村，使得中国后来居上，第一次成为拥有“金钉子”最多的国家。2018年，由南京古生物所参与研究的寒武系苗岭统乌溜阶底界“金钉子”，也就是最前面提到的寒武系第三统和第五阶的“金钉子”，被确立在贵州剑河县巴朗村，确立了中国作为拥有“金钉子”最多的国家的地位。图为南京古生物所主持确立的七颗“金钉子”剖面的标志这些“金钉子”的确立，都凝聚了南京古生物所“金钉子”研究集体科研人员数十年的心血，每一颗“金钉子”的后面，都有许多感人的故事，其中不乏失败和挫折、光荣与梦想。然而，每当看到中国的研究成果成为国际标准的时候，那种自豪感也是无与伦比的。

00:29朱茂炎，男，汉族，1963年12月出生，安徽省望江县人，理学博士，柏林工业大学德国马普学会高级访问学者。现为中国科学院南京地质古生物研究所研究员，博士生导师，国家重点基础研究发展计划（“973”）项目首席科学家，德国哥廷根科学院外籍通讯院士，中国科学院“百人计划”入选者，国家杰出青年基金获得者，国家百千万人才工程有突出贡献中青年专家，江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科技领军人才。 主要从事新元古代-寒武纪地球环境和生物演化的研究。 包括新元古代和寒武纪地层学、古生物学、沉积岩与古环境背景等。

南酸枣又名五眼果，其果实具有5个萌发孔。南酸枣的果实在热带雨林中被多种动物食用，种子也被多途径传播，其中，鹿科动物和犀鸟作为主要的食用者和传播者发挥积极作用。南酸枣的果实由薄果皮、木质内果皮、可食用的中果皮和果肉组成，在我国南方，其果肉常被加工成南酸枣糕。据考古学证据显示，8000多年前，古人就已开始食用南酸枣，并将其果实大量储存起来。近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士王姿晰、副研究员史恭乐和舒军武、硕士研究生尹素心与美国芝加哥植物园合作，利用Micro-CT扫描和包埋切片等实验方法，研究我国东南沿海福建漳浦中新世佛昙植物群中的木乃伊化南酸枣果化石。相关研究成果以A new Choerospondias (Anacardiaceae) endocarp from the middle Miocene of Southeast China and its paleoecological implications为题，发表在《古植物学和孢粉学评论》（Review of Palaeobotany and Palynology）上。该研究报道了具有7个萌发孔的南酸枣属果化石，并建立新种福建南酸枣（Choerospondias fujianensis sp. nov.）。现生南酸枣属仅有南酸枣一种，是东亚特有植物。此次福建南酸枣化石的发现表明，中新世南酸枣属的形态特征比现代更为多样化。事实上，在渐新世南酸枣属就已广泛分布于欧亚大陆，但在中新世大暖期之后，该属便在欧洲消失，东亚地区现今也仅存一种南酸枣。古植物学和环境考古资料显示，南酸枣属在东亚地区自渐新世以来几乎保存着连续的记录；通过古生态学分析显示，南酸枣属的生态适应范围较广，此特点可能是该属在东亚地区延续至今的一个重要原因。研究工作得到中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金、江苏省青年基金以及南京古生物所现代古生物学和地层学国家重点实验室项目等的资助。论文链接福建中新世南酸枣果实化石Micro-CT扫描宏观形态（1-3）及内部结构特征（4-9）福建中新世南酸枣果实化石宏观形态（1-3）及微细结构特征（4-6）【来源：南京地质古生物研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

“最近实验实在是太多了。”回复记者短信两天后，在一个周末的下午，李琦涵团队才挤出一点空，来谈他们的工作。李琦涵是中国医学科学院医学生物学研究所所长。新冠肺炎疫情苗头刚出现，他就设立应急疫苗研发攻关组，带领团队设计了包括灭活疫苗在内的多条研发路线，细致分配了每项任务。深夜，生物研究所的科研楼实验室灯火通明，透过窗户不时能看到科研人员小步快跑的身影。这样的节奏已经持续了两个多月。疫苗研发是一个复杂、漫长的过程。“现在上上下下都憋着一股劲。”李琦涵说。生物安全实验室是疫苗研发的主战场。在这里，科研人员要与新冠病毒“亲密”接触，多进去一次、多待一个小时，就意味着多一分风险。生物研究所副所长谢忠平从事疫苗研发生产30多年了。接到任务至今，他记不清和团队进了多少次生物安全实验室，每次实验至少持续5个小时；有一天他下午3点进去，深夜2点才出来。考虑到人难以长时间、高强度集中精力，工作人员通常一次在生物安全实验室工作3小时左右。谢忠平自己延长工作时间，除了节约宝贵的防护服，更是要与疫情赛跑，尽可能提高效率。“实验安排密，一个套着一个。”谢忠平说，任务排山倒海般过来，团队只能在进入实验室前，把工作细化切块，“凡是当天要做的，尽量在实验室做完。”电话另一头，刚从实验室走出来的刘龙丁声音很低。作为灭活疫苗攻关组的核心成员，他主要做疫苗保护性评价工作，即通过实验验证开发的疫苗有没有效果。不同剂量、不同工艺、不同标准的排列组合，他都得一一去验证，“就像打仗一样，现在正是要咬紧牙关的时候。”穿着厚重的防护服，科研人员的操作比平日要难得多。负压的环境很消耗体能，离开实验室时防护服能拧出水来。生物安全实验室实验培训部主任刘红旗承担保障动物模型的重担，他和团队要为多个项目组提供支撑。他是进入实验室最多的人，疫苗应急项目启动至今没休息一天。深夜，结束实验，谢忠平还要与团队梳理总结，并安排第二天的任务，之后才能吃上一口热饭。“我们赶着往前做，但标准一个也不能降。”谢忠平说。刘龙丁参与过手足口病等疫苗的开发。谈及这两个多月，他说，“除了好的设计，就是靠团队每个人的忘我投入。”戴青负责生物安全实验室设施设备的维护。他带着9个人的小团队，负责检修设备、维护杀菌等工作，以保障实验室正常运转。科研人员进入前，他和团队要做一遍巡查；当天实验完成后，他们必须采用高压手段处理废水；实验室需要帮助时，他们立马就得穿着防护服冲进去。近段时间以来，生物安全实验室几乎天天满负荷运行。“一天最多进了27个人。”戴青说，全国达到生物安全四级的实验室只有3个，这里不仅要承担生物研究所的任务，还有来自全国各地的应急攻关科研项目，“只要实验室还在运转，我们就得坚守着。”出生物安全实验室要淋浴，为了快速打理，谢忠平剪去了保持多年、染得乌黑的头发，留下一头白色的短发。结果，开会时好几名生物研究所员工打听：这是哪里来的领导？得知所里要成立应急疫苗研发攻关组，20多名党员签署请战书，自愿要求加入。由于面对的是一种全新的病毒，科研人员设计了多条疫苗研发技术路线。“研发疫苗的原理看似不复杂，但在这行干了30多年，我还不敢拍着胸脯说哪种方法又快又好。”谢忠平说，“参与疫苗研发，我们很自豪。”《 人民日报 》( 2020年04月01日 04 版)

真核生物起源是生命演化史上的重要事件。根据现代真核生物的新陈代谢方式可推测，只有在氧化大气圈形成之后，真核生物才有可能出现。已有沉积学和地球化学证据显示，地球氧化大气圈的形成不晚于早元古代，但是在该时期地层中已发现的可靠的真核生物化石资料数量有限。 华北地台五台山地区的前寒武纪早期地层出露比较齐全，主要分布有太古代五台群和早元古代滹沱群。早元古代滹沱群的东冶亚群下部以砂岩或板岩为特征，上部为砂岩、碳酸盐岩与叠层石和千枚岩互层。最新锆石测年结果显示，滹沱群沉积年龄约为2150至1950 Ma。 中国科学院南京地质古生物研究所研究员尹磊明、副研究员孟凡巍和博士研究生牛长泰等，通过岩石切片和浸泡方法，在滹沱群的东冶亚群的文山组、河边村组和天蓬垴组中发现微体化石，鉴定出8个形态属，包括球形、丝状蓝藻和具有机壁的疑源类。疑源类化石是分类起源不明的、具有机壁的微体化石，主要分布在前寒武纪与早古生代，无法与现代浮游藻类相对比，推测其亲缘关系大多与真核藻类有关，是早期海洋初级生产力的主要提供者。滹沱群的疑源类化石，表面已有一定纹饰且直径较大，表明真核生物化石的特征；而原核生物化石没有复杂的纹饰。 此外，研究还显示，在距今19至21亿年前的早元古代海洋中，除生活着原核生物蓝藻外，真核生物也已存在于海洋浮游生物圈中。真核细胞进行有丝分裂，而有性生殖的减数分裂是有丝分裂的特殊形式。在地球生命历史的30多亿年中，真核细胞出现之前，地球长期处于单调的生物圈；在有性生殖出现之后，地球上的生物圈变得丰富。现今，地球上的生物圈中有性生殖的占较大比重，因此，记录真核生物化石对地球演化历史具有重要意义。 相关研究成果以Microfossils from the Paleoproterozoic Hutuo Group，Shanxi，North China：Early evidence for eukaryotic metabolism为题，发表在《前寒武纪研究》（Precambrian Research）上。研究工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中科院战略性先导科技专项（B类）和现代古生物学与地层学国家重点实验室的资助。 图1.研究地区地层柱状图 图2.滹沱群河边村组部分原位保存微体化石版图1 图3.滹沱群河边村组部分原位保存微体化石版图2 图4.滹沱群河边村组微体化石及其能谱测试结果

在古生代和中生代转折期，地球上发生了显生宙规模最大的一次生物大灭绝事件——二叠纪末生物大灭绝事件。在6万年的时间里，约81%的海洋生物彻底消失，破坏了存在了2亿年的海洋生态系统。该时期，古海洋环境发生了包括海水升温、酸化、缺氧或硫化、大规模海退以及洋流循环受阻等一系列变化，这些变化均是导致二叠纪末海洋生物大灭绝的可能因素；这些因素彼此之间又具有一定的内在关联性。与其他常用来探讨古环境背景的铀、硫、铁等元素相比，镁在海洋中具有更高的含量；海洋中镁元素循环常与碳-氧循环过程相伴，因而，其与一系列重大海陆变迁及生命过程相关。近年来，越来越多的研究尝试利用海相碳酸盐岩镁同位素手段来研究古气候和古环境的演化。白云岩镁同位素不易被后期成岩作用改造，且矿物与溶液间镁同位素分馏系数已被精确标定，这使得白云岩镁同位素在示踪古海洋演化、大陆风化以及生命过程等研究中具有应用潜力。因此，白云岩镁同位素有望为揭示二叠纪-三叠纪转折期海洋环境变化以及生物大灭绝机制提供新的认识。鉴于此，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代研究团队研究员张华、副研究员郑全锋与南京大学等的科研人员合作，选取全球多条经典的含白云岩二叠纪-三叠纪界线剖面碳酸盐岩样品，进行系统的碳-氧-镁同位素地球化学分析。研究发现，在二叠纪末生物大灭绝层段，不同剖面上的白云岩，其镁同位素均显示较一致的快速上升，且与碳同位素负漂呈镜像耦合关系，揭示了全特提斯域内海水主量元素的地球化学组成及海洋镁循环过程发生了显著变化。研究人员通过分馏系数推算，海洋δ26Mg值从晚二叠世末-0.3‰上升到早三叠世0.1‰，并伴随至少两期幅度更大、时间却更短的次级波动。在高精度地层框架的约束下，在乐平统到早三叠世第一级的镁同位素变化过程中，海水δ26Mg值的平均变化速率约为0.53‰ Myr–1；若考虑次级波动，海水的δ26Mg值最大变化速率可达3-4‰/Myr。海洋镁循环的数值模拟结果显示，二叠-三叠纪过渡时期，全球海洋δ26Mg值快速上升与白云岩化作用增强有关。在生物大灭绝期间，海洋白云岩化作用提高了接近8倍，大量白云石的形成优先消耗水体中的24Mg，从而使海水中相对富集26Mg，导致δ26Mg值上升。两次次级镁同位素快速正漂基本与西特提斯洋一侧观察的两次碳同位素负漂相对应，其变化周期更短、变化幅度更大，平均变化速率达3‰~4‰/Myr。模拟结果显示，在局限洋盆内，镁同位素组成对外界环境变化的敏感性显著增强。若局限洋盆镁含量只占全球大洋总量的20%，当局限盆地内白云岩化强度增加到8倍时，可使海水δ26Mg值变化速率快速达到4‰/Myr。与报道的同时期稳定铀同位素数据进行对比，研究人员发现，两次次级的镁同位素正向漂移对应两次铀同位素的负漂，这表明在两次次级镁同位素正漂期间，海洋处于相对缺氧状态。洋盆内海水频繁的同位素变化与同时期海侵-海退变化关系密切。在海退过程中，古特提斯洋与外海之间的水循环更加不畅，快速的白云岩化作用导致洋盆内镁同位素快速上升；在随后的海侵过程中，广海的海水补给进入封闭碳酸盐台地内，从而使碳酸盐台地内海水δ26Mg值有所下降，形成锯齿状波动。就古特提斯洋来说，在相对局限的海洋环境中，由于海洋缓冲能力有限，全球变暖、陆源风化及河流输入增强、水体富营养化等一系列气候和水化学变化易在海洋环境中引发一系列灾变，也更容易导致大范围的生物灭绝。相关研究成果以Mg isotope evidence for restriction events within the Paleotethys ocean around the Permian-Triassic transition为题，发表在Earth and Planetary Science Letters上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项、前沿科学重点研究计划项目和国家自然科学基金委的支持。图1.古特提斯二叠纪末期的全球古地理和研究剖面岩性及C-Mg同位素变化图2.古特提斯洋东-西边缘典型的含白云岩P-T剖面镁同位素变化特征【来源：南京地质古生物研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

图为殷宗军（右）在科研中。“做古生物研究，特别要坐得住冷板凳。”中科院南京地质古生物研究所研究员殷宗军说。十多年来，他始终专注于这个冷门学科，希望揭开化石背后隐藏的动物演化历史。这份坚持源于热爱，也来自于科研的进展、院所的支持。一个个直径1毫米左右的微小化石，被小心翼翼地从岩石中分离出来后，放到显微镜下，使用超高分辨率X射线显微断层成像技术进行三维扫描，化石的立体结构就在显示仪上得以重构。在此基础上进行分析，就可以揭开化石背后隐藏的动物演化历史。这是中科院南京地质古生物研究所研究员殷宗军每天的工作。这位35岁青年科学家领导的研究团队，采用最新三维无损成像技术，扫描了300多个旋孔虫化石标本，显示旋孔虫的内部存在细胞分裂现象——这种发育方式，与动物胚胎早期发育非常类似。“6亿年前的瓮安旋孔虫，是现代动物的远古近亲。”近期，他在《科学》杂志子刊《科学进展》发表的一篇论文中，给出了这样的结论。“这是我对‘达尔文之困’的一个初步回答。”殷宗军说。个头不高、思维活跃、语速极快，卫衣上印着“自律给我自由”，像极了他一贯的行事风格。十多年来，这项研究和他的梦想，从未停止。热爱，执着于动物起源之谜2006年，中国地质大学（武汉）大三学生殷宗军放弃本校的研究生保送资格，选择了考研——向中科院南京地质古生物研究所这个全国古生物研究高地发起冲击。为什么有这样大的决心？这和他为自己定下的研究道路有关。殷宗军从小生长在大别山区，姐姐送给他一套《小学生自然百科》，“这套书共6本，我最喜欢《地学》和《动物》，一个讲了地球上的岩石矿物、名山大川，一个从远古动物讲到人类诞生。我爱不释手，书很快就翻烂了。”殷宗军说。地学与动物学交叉，不就是古生物学吗？许多年后回头看，他意识到，科学的种子在那时就已悄悄种在了心间。考大学时，殷宗军填报了地质学专业。师兄师姐说，地质学这个专业的本科毕业生最吃香、有“钱途”，反而是往上读古生物学的硕士、博士，越来越冷门。但殷宗军却早早决定要读研。他在课堂上了解到，达尔文曾提到一个挑战进化论的难题：绝大多数现代高等动物的祖先，在5.41亿到5.18亿年前的寒武纪早期，以大爆发的形式突然出现在地层中，这一现象后世称之为“寒武纪生命大爆发”；而寒武纪之前地球的漫长历史中，却缺乏与动物相关的化石记录。对此，达尔文的解释是化石记录保存的不完整性，寒武纪之前的动物可能没有留下化石记录。这个解释在此后100多年里引起了很大争议，被称为“达尔文之困”。“100多年过去了，‘达尔文之困’怎么还是个谜？”殷宗军给自己定下的目标就是，当科学家，探究知识的边界。钻研，探究微小化石里的生物密码带着，殷宗军来到南古所进行毕业设计。他选择的目标是瓮安生物群。瓮安生物群，主产于贵州瓮安北斗山含磷地层，以磷酸盐化方式保存着6亿年前的化石，诞生于寒武纪大爆发以前。因此，这座可能保存了全世界最古老动物的化石库，被学界视为“动物世界的黎明”。“2006年夏天，我从北斗山采了几百斤石头，打包发往南京，大海捞针一样寻找化石。”殷宗军记忆中，那个夏天非常炎热，他先用化学方法将几百斤石头融化，再在残渣中一点一点寻找化石，用显微镜观察。因为怕石头残渣被风吹散，也不敢开电扇。终于，殷宗军找到了大量从未见过的化石。其中有一种化石十分特别，直径只有不到1毫米、外形很像现代动物胚胎、表面上长着螺旋状线圈，这就是后来被称为“瓮安旋孔虫”的化石。通过显微镜和扫描电镜，观察分析新发现化石的形态学结构，对完成毕业论文来说就足够了。但神秘化石内部是什么结构？它们究竟是动物、植物，还是藻类？这些还需要深入研究。“我想从事感兴趣的研究，只有一条路走到底。”殷宗军说。硕士二年级时，他接受遴选并获得了直接攻读博士学位的机会。这些化石标本非常微小，当时最薄的刀片都比它们厚。想要重现内部结构，就要采用医院里CT扫描仪那样的专业设备。当时，欧洲拥有世界上最先进的同步辐射加速器，能扫描微米级别的物体内部结构。读博阶段，殷宗军申请到法国留学，带着几千枚样本，去探究小小化石中的生物密码。但即便有了设备，“做CT”也不是易事。这种大型科学装置并非为扫描微体化石量身定制，因此用来给微体化石“做CT”时，扫描方法和诸多参数都要反复摸索和调整。例如光源设定，太弱了信号穿不透，太强了则易过曝。“学习了几个月，才掌握扫描技术。遗憾的是，瓮安旋孔虫化石有很厚的囊包，内部结构大多已经腐烂，所有样本都没有扫描到内部结构，也就无从了解它究竟是什么。”好在留学期间殷宗军还有其他收获：通过扫描带来的其他样本，发现了最早的海绵动物、最早的胚胎化石……这些研究，离回答“达尔文之困”还有一段距离。“我们不能每次都千里迢迢跑到欧洲，用别人的机器去扫描化石。”殷宗军开始思考，要有先进技术，让自己的团队来给化石“做CT”。创新，让前沿技术助力古老学科把先进的同步辐射加速器“搬”回来，并不现实。没别的路，只能依靠创新。在南古所支持下，2012年博士毕业留所后，殷宗军着手建立化石显微CT实验室，并于2015年建成。走进这个实验室，仪器设备一应俱全：硬件上，有“CT机”、显微镜、图形工作站、数位屏；软件上，有各类专业的图像数据处理和三维可视化工具。它不仅用于瓮安生物群化石的研究，也支撑了琥珀中昆虫多样性、森林的起源等古生物学其他课题的研究。“这个实验室有原始创新，也有集成创新。”殷宗军介绍，正在申请专利的多样本扫描技术就是一项自主创新。“人工将样本逐个放到样品台上扫描，费时耗力，如果能实现自动化不间断扫描，就可以帮助科研人员腾出手，大幅提高设备利用效率。”殷宗军说，前沿信息技术与这门古老学科可以碰撞出火花。他通过软件设定参数和程序，让样品台不仅“知道”每个样本的扫描时间和方式，还可以“找到”排着队的下一个样本，并且将它“请上台”。去年6月，瓮安旋孔虫化石研究有了突破性进展，经过对化石内部结构和生物学信息的分析，证实了它们是单细胞生命，属于动物的“姐妹类群”，据此可以了解动物共同祖先的生物学信息，这对理解第一个动物究竟从何而来，提供了重要化石信息。“做古生物研究，特别要坐得住冷板凳。我之所以能坚持下来，除了自身的热爱，也在于院所的无条件支持，以及研究过程中的一项项进展，让年轻科学家在起步阶段就可以大展拳脚，品尝到成功的喜悦。”殷宗军说，动物演化的真相正在逐渐显现，“达尔文之困”终有一天会彻底解开。《 人民日报 》（ 2021年01月13日 12 版）来源：人民网－人民日报

原标题：从事古生物研究十多年，中科院南京地质古生物研究所研究员殷宗军——越冷门，越坚持（科技自立自强·青年科学家）图为殷宗军（右）在科研中。　　资料图片核心阅读“做古生物研究，特别要坐得住冷板凳。”中科院南京地质古生物研究所研究员殷宗军说。十多年来，他始终专注于这个冷门学科，希望揭开化石背后隐藏的动物演化历史。这份坚持源于热爱，也来自于科研的进展、院所的支持。一个个直径1毫米左右的微小化石，被小心翼翼地从岩石中分离出来后，放到显微镜下，使用超高分辨率X射线显微断层成像技术进行三维扫描，化石的立体结构就在显示仪上得以重构。在此基础上进行分析，就可以揭开化石背后隐藏的动物演化历史。这是中科院南京地质古生物研究所研究员殷宗军每天的工作。这位35岁青年科学家领导的研究团队，采用最新三维无损成像技术，扫描了300多个旋孔虫化石标本，显示旋孔虫的内部存在细胞分裂现象——这种发育方式，与动物胚胎早期发育非常类似。“6亿年前的瓮安旋孔虫，是现代动物的远古近亲。”近期，他在《科学》杂志子刊《科学进展》发表的一篇论文中，给出了这样的结论。“这是我对‘达尔文之困’的一个初步回答。”殷宗军说。个头不高、思维活跃、语速极快，卫衣上印着“自律给我自由”，像极了他一贯的行事风格。十多年来，这项研究和他的梦想，从未停止。热爱，执着于动物起源之谜2006年，中国地质大学（武汉）大三学生殷宗军放弃本校的研究生保送资格，选择了考研——向中科院南京地质古生物研究所这个全国古生物研究高地发起冲击。为什么有这样大的决心？这和他为自己定下的研究道路有关。殷宗军从小生长在大别山区，姐姐送给他一套《小学生自然百科》，“这套书共6本，我最喜欢《地学》和《动物》，一个讲了地球上的岩石矿物、名山大川，一个从远古动物讲到人类诞生。我爱不释手，书很快就翻烂了。”殷宗军说。地学与动物学交叉，不就是古生物学吗？许多年后回头看，他意识到，科学的种子在那时就已悄悄种在了心间。考大学时，殷宗军填报了地质学专业。师兄师姐说，地质学这个专业的本科毕业生最吃香、有“钱途”，反而是往上读古生物学的硕士、博士，越来越冷门。但殷宗军却早早决定要读研。他在课堂上了解到，达尔文曾提到一个挑战进化论的难题：绝大多数现代高等动物的祖先，在5.41亿到5.18亿年前的寒武纪早期，以大爆发的形式突然出现在地层中，这一现象后世称之为“寒武纪生命大爆发”；而寒武纪之前地球的漫长历史中，却缺乏与动物相关的化石记录。对此，达尔文的解释是化石记录保存的不完整性，寒武纪之前的动物可能没有留下化石记录。这个解释在此后100多年里引起了很大争议，被称为“达尔文之困”。“100多年过去了，‘达尔文之困’怎么还是个谜？”殷宗军给自己定下的目标就是，当科学家，探究知识的边界。钻研，探究微小化石里的生物密码带着，殷宗军来到南古所进行毕业设计。他选择的目标是瓮安生物群。瓮安生物群，主产于贵州瓮安北斗山含磷地层，以磷酸盐化方式保存着6亿年前的化石，诞生于寒武纪大爆发以前。因此，这座可能保存了全世界最古老动物的化石库，被学界视为“动物世界的黎明”。“2006年夏天，我从北斗山采了几百斤石头，打包发往南京，大海捞针一样寻找化石。”殷宗军记忆中，那个夏天非常炎热，他先用化学方法将几百斤石头融化，再在残渣中一点一点寻找化石，用显微镜观察。因为怕石头残渣被风吹散，也不敢开电扇。终于，殷宗军找到了大量从未见过的化石。其中有一种化石十分特别，直径只有不到1毫米、外形很像现代动物胚胎、表面上长着螺旋状线圈，这就是后来被称为“瓮安旋孔虫”的化石。通过显微镜和扫描电镜，观察分析新发现化石的形态学结构，对完成毕业论文来说就足够了。但神秘化石内部是什么结构？它们究竟是动物、植物，还是藻类？这些还需要深入研究。“我想从事感兴趣的研究，只有一条路走到底。”殷宗军说。硕士二年级时，他接受遴选并获得了直接攻读博士学位的机会。这些化石标本非常微小，当时最薄的刀片都比它们厚。想要重现内部结构，就要采用医院里CT扫描仪那样的专业设备。当时，欧洲拥有世界上最先进的同步辐射加速器，能扫描微米级别的物体内部结构。读博阶段，殷宗军申请到法国留学，带着几千枚样本，去探究小小化石中的生物密码。但即便有了设备，“做CT”也不是易事。这种大型科学装置并非为扫描微体化石量身定制，因此用来给微体化石“做CT”时，扫描方法和诸多参数都要反复摸索和调整。例如光源设定，太弱了信号穿不透，太强了则易过曝。“学习了几个月，才掌握扫描技术。遗憾的是，瓮安旋孔虫化石有很厚的囊包，内部结构大多已经腐烂，所有样本都没有扫描到内部结构，也就无从了解它究竟是什么。”好在留学期间殷宗军还有其他收获：通过扫描带来的其他样本，发现了最早的海绵动物、最早的胚胎化石……这些研究，离回答“达尔文之困”还有一段距离。“我们不能每次都千里迢迢跑到欧洲，用别人的机器去扫描化石。”殷宗军开始思考，要有先进技术，让自己的团队来给化石“做CT”。创新，让前沿技术助力古老学科把先进的同步辐射加速器“搬”回来，并不现实。没别的路，只能依靠创新。在南古所支持下，2012年博士毕业留所后，殷宗军着手建立化石显微CT实验室，并于2015年建成。走进这个实验室，仪器设备一应俱全：硬件上，有“CT机”、显微镜、图形工作站、数位屏；软件上，有各类专业的图像数据处理和三维可视化工具。它不仅用于瓮安生物群化石的研究，也支撑了琥珀中昆虫多样性、森林的起源等古生物学其他课题的研究。“这个实验室有原始创新，也有集成创新。”殷宗军介绍，正在申请专利的多样本扫描技术就是一项自主创新。“人工将样本逐个放到样品台上扫描，费时耗力，如果能实现自动化不间断扫描，就可以帮助科研人员腾出手，大幅提高设备利用效率。”殷宗军说，前沿信息技术与这门古老学科可以碰撞出火花。他通过软件设定参数和程序，让样品台不仅“知道”每个样本的扫描时间和方式，还可以“找到”排着队的下一个样本，并且将它“请上台”。去年6月，瓮安旋孔虫化石研究有了突破性进展，经过对化石内部结构和生物学信息的分析，证实了它们是单细胞生命，属于动物的“姐妹类群”，据此可以了解动物共同祖先的生物学信息，这对理解第一个动物究竟从何而来，提供了重要化石信息。“做古生物研究，特别要坐得住冷板凳。我之所以能坚持下来，除了自身的热爱，也在于院所的无条件支持，以及研究过程中的一项项进展，让年轻科学家在起步阶段就可以大展拳脚，品尝到成功的喜悦。”殷宗军说，动物演化的真相正在逐渐显现，“达尔文之困”终有一天会彻底解开。（姚雪青）

供图：南京地质古生物研究所1亿年前，缅甸热带海滨的某一角落，40多个生物个体“抱团”而聚，凝结成一个瞬间场景，最后以一枚琥珀的形式，留存至今。中国科学院南京地质古生物研究所在一枚缅甸琥珀中发现距今1亿年的化石集群，其中的“菊石”是生活在白垩纪的头足类动物，在白垩纪末期就已灭绝，与现在的保护动物鹦鹉螺、乌贼等是近亲。该项研究成果5月14日发表在《美国科学院院报》（PNAS）上。南京地质古生物研究所研究员王博以一张张现代热带森林照片，还原当时琥珀形成的“场景”：一片生长于海滨地段的森林，紧靠着海滩，树脂分泌后，在树干上首先包裹一些树栖的昆虫，然后顺着树干流到了地面，包裹从海滩“漂”来的菊石、螺类以及一些地栖动物。经过埋藏及复杂的地质作用，这块树脂变成了琥珀。这枚琥珀“凝聚”了至少40个动物个体，分别是1个菊石、4个螺类、4个等足类、23个螨虫、1个蜘蛛、1个马陆和至少12个昆虫成虫标本（蟑螂、甲虫、蠓、蜂等）。来源：新华网