最近,张弥曼教授荣获2018年度“世界杰出女科学家奖”,这一消息不仅让古生物学界欢欣鼓舞,也为无数女性科研工作者带来了希望。
张弥曼教授几乎是以一己之力,重新构建了陆地生物起源的假说,并在中国境内发现了最原始的四足型动物化石,为陆地生物的起源,提供了重要的研究依据。
今天,我们就来看看张弥曼教授,是如何在古生物界掀起惊涛骇浪,以及这些鱼类化石的背后,到底有着怎样的沧海桑田。
张教授的一生,和“鱼”息息相关。她研究古鱼类学、古生态学研究,某些鱼类甚至以她的名字命名。

这是迄今所知,最原始的肉鳍鱼(生态复原图)。
因为张弥曼是中国肉鳍鱼类研究的开拓者,所以它被取名为:晨晓弥曼鱼。
生命起源于海洋。因此,可以说对鱼的研究,就是追溯生命的源头。在这个过程中,有几个核心问题悬而未决,甚至成为古生物学家们撕逼的重点。鱼类是何时走向陆地演化为四足动物的?它们的祖先究竟是哪种鱼?……
生物学家们普遍认为,鱼类要摆脱水的束缚,走上陆地,它的嘴里就应该有与外鼻孔相通的内鼻孔,这才能进行呼吸。于是,他们按照这个逻辑,对各种鱼类化石进行研究。

1837年,生物学家发现了美洲肺鱼,发现这种鱼类有内鼻孔 + 较大的肺,心脏具有二心室。因此,当时
部分学者认为,肺鱼仅仅是类似两栖类。另一部分学者认为,肺鱼是鱼类和两栖类之间的过渡类型。
Anyway,肺鱼是四足动物的祖先,这一假说算是正式形成了。



到了19世纪末,事情似乎有了变化。生物学家们发现,肺鱼的牙齿很特殊,呈两列大的厚板状,齿尖向前,和四足动物完全不一样。因此,人们觉得,肺鱼不能作为四足动物的祖先。

相反,总鳍鱼类和某些两栖类动物,具有十分相似的牙齿。20世纪40年代,瑞典古鱼类学家雅尔维克,有了进一步的发现。他复原了化石总鳍鱼类的吻部骨骼。

然后,他发现,总鳍鱼类也!有!内!鼻!孔!

图为雅尔维克复原的标本图,FP所指的黑色空隙,即为内鼻孔。
而且,这些总鳍鱼类的吻部骨骼构造,与两栖类动物有许多相似之处。因此,雅尔维克得出了结论,四足动物起源于总鳍鱼类。这个观点几乎没有遭到什么反驳,甚至还写进了教科书。在长达半个世纪的时间里,统治着古生物学界。


1981年,科学家在我国云南东部,距今4亿年前所形成的岩层里,发现了总鳍鱼类化石。为了纪念我国古脊椎动物的奠基者杨钟健教授,科学家将其命名为:杨氏鱼。
那时,张弥曼教授正要前往瑞典国家自然历史博物馆进修。她认为,既然杨氏鱼是总鳍鱼类,就应该有内鼻孔。为了考证这一问题,张教授将杨氏鱼带去了瑞典,并采用连续磨片+蜡制模型的方法,制成了杨氏鱼化石等比例放大标本。

所谓连续磨片,就是拿一块化石,磨掉薄薄的一层,画一个切面图,再磨掉一小层,再画一个切面……直到整块化石磨完为止。
一些复杂的图,一张就要画14-15个小时。而再整个复原的过程中,张教授一共画了540多幅图。

标本模型完成后,张教授对杨氏鱼的吻部,进行了详细的研究。然后发现,杨氏鱼的口腔没!有!内!鼻!孔!

图为张弥漫教授复原的标本图,与前面雅尔维克的完全不同,此处FP位置并没有黑色空隙
张教授不禁怀疑,既然在中国发现的总鳍鱼化石没有内鼻孔,那你们这些瑞典学派复原的有内鼻孔的化石
,到底是不是真的啊?
于是,她翻出了当年雅尔维克复原的标本。同时,对英国、德国、法国所收藏的同类化石作了详细的研究,发现这些标本,其实和杨氏鱼非常相似。尽管鼻腔底部有一孔,但此孔的中部,被前上颌骨及锄骨覆盖,只和外鼻孔相通,根本不是内鼻孔。

还有一些雅尔维克引以为据的总鳍鱼类标本,其内鼻孔所在的部分,保存并不完整。雅尔维克所画的复原图,基本属于“自由发挥”。
几个英美国家的古鱼类学家,用酸处理方法,复原了一块大英博物馆收藏的同类标本,其复原图和雅尔维克的相差甚远。

右图为英美科学家的复原图,FP所指的黑色空隙,比左图雅尔维克复原的要小的多
事实已经很明显了,雅尔维克当年的复原图,几乎可以说是他自己想象出来的。至此,总鳍鱼类是四足动物祖先,这一假说,正式下架!


张弥曼的发现,推翻了近半个世纪来,人们坚信的“真相”,重构了四足动物祖先的演化历程。
一票学术权威,在她的影响下,捂着火辣辣疼的脸,开启了对四足动物起源的新一轮探索。而此时的中国古生物学界,也在张弥曼的带领下,突破传统思维的束缚,积极发掘研究多种古鱼类标本。
90年代,张弥曼和学生朱敏,在云南曲靖发现了肯氏鱼化石。

肯氏鱼是肉鳍鱼类的一种,张弥曼和朱敏发现,肯氏鱼的前上颌骨+上颌骨,不像其他鱼那样连在一起,而是中间有一个缺口。
鱼类的外鼻孔,正是通过这一缺口深入口腔内,最终形成内鼻孔的。肯氏鱼的发现,展示了鱼类的外鼻孔向四足动物的内鼻孔转变的过程,进一步填补了从鱼到四足动物演化的空白。

随着更多古鱼类化石在云南出土,科学家们越发相信,鱼类登陆的关键环节,正是发生在中国。而张弥曼,无疑是这一大发现的开拓者。
时至今日,尽管四足动物的起源仍然没有定论。但是,随着这种逐渐深入的“祖裔关系”讨论,科学家们不断改写并丰富生物进化史上的推论,一点点完善着古生物群类间关系架构,不断拾起生命起源的拼图。

通过对化石和层积岩的研究,张弥曼还为国家矿产、石油的开发,提供了重要的地质资料。
张弥曼的努力,使得中国在国际古生物学领域,享有重要地位。从而为我国古生物学,营造出富有活力的学术氛围。她本身更是培养了一批优秀的古生物学家,为该领域的传承和创新,奉献了自己的芳华。

张弥曼教授得奖的消息,让世人的目光再次聚焦女性对人类社会的卓越贡献,大家纷纷献上鲜花和掌声,为张教授牺牲个人幸福,成就伟大科研事业点赞。
但我认为看懂她在做什么,她为之痴迷的事物究竟有何魅力,她的成果为什么如此重要,是比情感层面的歌颂和赞扬,更有意思的事情。这样,你才能够更加真切地体会到,她在边疆野外饱受的风霜,她手握一块化石时内心的雀跃,她坚持指出权威谬误时的勇气,她为了工作无法与女儿朝夕相处的煎熬。
面对铺天盖地的煽情报道,希望你不要满足于一时的感动,记得带着科学的思维和好奇心,去看看这些伟人真正的伟大之处。
至于什么是科学的思维?张弥曼已经用行动诠释了,客观冷静才能去伪存真,怀疑和批判让我们走的更远。
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