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留美海归古生物专家周忠和:探寻古鸟之谜(3)

2012-06-13 15:26:00 来源: 神州学人 
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  领衔“热河生物群”课题组

  1999年,周忠和获得博士学位。同年,他入选中国科学院“百人计划”,归国担任中国科学院古脊椎动物与古人类研究所“热河生物群”课题组的负责人,并继续从事古鸟类研究。

  “热河生物群”主要分布在以辽西地区为代表的中国北方、蒙古、西伯利亚、哈萨克斯坦以及朝鲜和日本等地区。在白垩纪早期,这里是一方山清水秀的乐土,成群的鸟、兽、虫、鱼和茂盛的树木、花草曾在此繁衍生息。由于频繁的火山活动,这里的动植物周期性地被火山喷出物与河流、湖泊的沉积物覆盖,为化石的保存提供了优越的条件。这里的化石保存下来的不仅是骨骼,甚至通常在化石中十分罕见的羽毛、其他皮肤衍生物、胃石和胃中的食物亦时有发现。

  “热河生物群”化石的发现历史很长。1923年,美国地质学家葛利普将当时中国热河省凌源县附近含化石的地层命名为热河系。1928年他又提出了“热河动物群”的名称,用来表示热河系地层中所含的动物化石。1962年,中国古生物学家顾知微院士把与“热河动物群”同时期的植物群也包括进来,正式命名为“热河生物群”。

  但是,从20世纪90年代初起,“热河生物群”才开始引起国际社会的广泛重视。保存完整的早期鸟类化石、哺乳动物化石、带羽毛的恐龙化石、原始被子植物化石等诸多化石的发现和研究,把“热河生物群”逐步推向了国际前沿。这其中,周忠和与他的同事们功不可没。

  周忠和带领的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所“热河生物群”课题组,立足辽西地区早白垩世地层中保存精美的脊椎动物化石资源,对多个不同门类的脊椎动物类群及地层和环境进行了综合性研究。在鸟类及其飞行和羽毛的起源、恐龙、翼龙、早期鸟类、哺乳类和两栖类的进化、地层学以及“热河生物群”的综合研究等方面取得了一系列举世瞩目的原创性成果:

  课题组对带羽毛的恐龙等的研究为鸟类的恐龙起源假说提供了若干至为关键的证据;

  课题组首次从化石证据上使鸟类飞行经历了四个翅膀阶段的古老假说恢复了生机;

  课题组对早期鸟类和恐龙习性等的研究,有力地支持了一度式微的鸟类飞行的树栖起源假说;

  课题组揭示了原始羽毛在兽脚类恐龙中的广泛分布这一先前不为人知的事实;

  课题组对早期哺乳类的研究有力支持了哺乳类动物耳区单一起源的观点;

  课题组对鸟类和翼龙胚胎的研究提供了这些生物早期发育模式演变的重要信息,填补了这方面的认知空白;

  课题组基于对“热河生物群”的综合研究,提出了东亚地区是中生代若干重要生物类群的起源和辐射中心的假说;

  ……

  这些成果不仅对脊椎动物许多类群的起源和系统演化具有重大意义,而且为解决进化生物学和地学领域一些长期争论不休的理论问题提供了重要的依据。

  课题组的研究改变了人们对许多重大生物学和古生物学理论问题的固有认识,为新的研究方向拓展了前景。

  课题组的研究成果不仅在国际学术界产生了较大影响,而且还在国内外科学普及方面作出了突出贡献。许多成果被国内外的权威教科书采用,部分成果还曾入选美国《发现》杂志年度100条科学新闻、中国基础科学研究十大成果、中国基础研究十大新闻和中国十大科学进展等。

  人尽其用 合作共赢

  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所“热河生物群”课题组有十几位研究人员,他们的专业各不相同,研究方向涵盖鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类等,再加上秘书、化石修理员、摄影师、绘图员等技术人员,组成了一支二三十人的团队。

  说起自己的团队成员,周忠和如数家珍:“徐星是当今世界上最著名的恐龙专家之一,王元青是我国研究早期哺乳动物和地层学的主要学者,汪筱林、张福成都获得了中国国家自然科学基金委杰出青年科学基金的资助,王原的研究方向是两栖类,科普也做得很好,现担任古动物馆馆长……”

  虽然大家的研究方向各不相同,但课题组的研究范围大致在一个地区,所以经常一起去野外合作考察发掘。采集到好的化石,就在团队内合理分配,充分考虑每个人的优势,力求做到人尽其用,各有收获,团队内形成了互帮互助的工作机制和合作共赢的局面。

  这与中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的优秀传统是一脉相承的。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的前身是1929年成立于北京的农商部地质调查所新生代研究室,多年来,相继产生了杨钟健、裴文中、吴汝康、周明镇、贾兰坡、张弥曼、吴新智、邱占祥等杰出学者。

  周忠和自豪地说:“我们所科研环境好,科研实力也强,从馆藏、文化氛围到学风都很好,前辈科学家也注重提携年轻人,有了好化石就交给年轻人研究。”

  如今,周忠和、徐星、王元青、张福成、汪筱林、王原等课题组中的一批中青年人才已成为各分支领域的中坚力量,他们在《自然》、《科学》和美国《国家科学院院刊》等国际顶尖学术期刊上发表了50多篇相关论文,其中很多是一起合作发表的。他们的研究成果在学术界和社会公众中都产生了较大影响,是中国基础科学研究的一大亮点。2007年,周忠和等7人荣获中国国家自然科学奖二等奖,2009年,课题组又获中国科技部“野外科技工作先进集体”奖。

  充足的研究经费也是课题组出成果的重要保障。早在2001年,“热河生物群”课题组就获得了国家自然科学基金委创新研究群体科学基金及延续资助,资助总额达1200万元。

  周忠和介绍说:“这个基金是我们团队迄今获得的最大、最稳定的经费支持,几乎占到所有经费的2/3,使课题组的骨干们能够较少分散精力去申请其他项目,潜心从事相关研究,这对于稳定队伍、促进人才发展十分关键。该基金长期、稳定的支持,是我们取得所有成绩的基础。”

  周忠和说:“我们有着良好的化石资源,又赶上了国家经济发展和科技投入的大好时机,没有理由不做出一些像样的成果来。”

[作者:朱峰  编辑:]

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