她憑古魚類的鼻孔研究，撼動了教科書里四足動物起源的理論

媒體上總是充斥著各種明星八卦，但最近有一位82歲的老奶奶也贏得了不少人的關注。

她在僅5分鐘的演講致辭中，隨意切換五種國家語言，被戲稱為遭科研」耽誤「的語言學家。

她就是在2018年獲得了「世界傑出女科學獎」的張彌曼。

「世界傑出女科學家」頒獎典禮

她否認了總鰭魚具有內鼻孔的說法，從根本上動搖了總鰭魚是四足動物祖先的權威地位。

在她60年如一日的研究當中，她為水生脊椎動物向陸生動物提供了化石證據。

當功成名就之時，她主動將自己手中最炙手可熱的研究交給學生，轉而開拓極少人涉足的新領域。

張彌曼與她的學生

張彌曼，1936年出生在浙江嵊縣，其父親是頗有建樹的醫學教授。

她自幼受父親的影響，立志成為一名醫生。

可在報考大學前夕，她受到國家「地質報國」的號召，不顧父母勸阻改學地質。

本來她已經做好了找礦藏、挖石油的準備，卻陰差陽錯被分配到了古生物學。

張彌曼的一家

當時這個專業非常冷門，張彌曼更是對它一無所知。

但她抱著求真務實的態度，認真學習與古生物有關的專業知識。

優異的成績也使她不久之後被選拔到莫斯科大學進修學習。

莫斯科大學

簡單來說，古生物學的研究對象就是化石。

可地球上的生物種類實在太多了，化石更是數不勝數，究竟研究哪種比較好呢？

這對於年少的張彌曼來說也很迷茫。

最後，在恩師伍獻文的指引和建議下，她才選擇了古魚類研究。

留學蘇聯時期的合影（攝於 1960 年，前排左一為張彌曼）

蘇聯學成歸來之後，張彌曼正式進入中科院古脊椎動物和古人類研究所工作。

作為新中國第一代地質人，她和同事們每年都要花好幾個月荒郊野嶺採集化石。

那時生活水平非常差，她們只能用扁擔挑著35公斤的行囊，每天走將近20公里的山路。

野外勘查工作，後排右一為張彌曼（照片久遠已破損）

更加艱苦的是，她晚上只能睡農家閣樓，墊著稻草，蓋發霉的爛棉絮，任由虱子爬到身上。

因此，她每次回家第一件事就把衣服和棉被扔入大鍋煮沸，晾乾後再拿進屋。

可她從來沒有想過要放棄，前前後後到九十多個地點進行考察，收集標本千餘件。

有了如此多寶貴的化石，但中國古生物學尚處於起步階段，技術手段遠落後於國外。

所以，張彌曼前往瑞典國家自然歷史博物館進行研究學習。

她帶著收集到的中國古魚類化石，師從當時世界古魚類研究權威雅爾維克。

瑞典國家自然歷史博物館

自達爾文時代以來，大多數人認為包括人在內的四足動物是由水中脊椎動物魚類逐步進化過來的。

那麼問題來了，究竟哪一種魚才是陸地脊椎動物的祖先？

幾個世紀以來，科學家為此爭論不休。

古魚類的種類

對於現代魚類而言，它們的鼻孔往往都長在外面，並不存在內鼻孔。

當水流從前面的外鼻孔流進，流經嗅囊之後，就直接從後面的外鼻孔流出。

這樣一來，它們的鼻孔並沒有呼吸作用，頂多充當嗅覺。

但我們知道陸地上的四足動物都是用肺呼吸的。因此，它必須要有與外鼻孔相通的內鼻孔。

這樣才能使外面的空氣順利地進入到肺，保證動物對氧氣的需要。

可要想讓魚類進化到陸生脊椎動物的話，就得存在一種魚可以不用鰓直接呼吸。

這也就意味著，有沒有內鼻孔是決定古魚類能否進化成四足動物的關鍵特徵。

以人類的鼻腔為例。左邊的開口是外部鼻孔，右邊的部分是內部鼻孔

張彌曼的老師雅爾維克，花了25年時間還原的總鰭魚化石。

隨後，他對其吻部構造進行了非常詳細的分析，發現它們就是擁有內鼻孔的。

於是，他提出了總鰭魚類就是四肢動物的祖先的觀點。

得到人們普遍認可之後，這一權威結論還被寫進了教科書。

而在我國雲南東部距今4億年前所形成的岩層里，也發現了總鰭魚類化石。

為了紀念我國古脊椎動物的奠基者楊鍾健教授，給它取名為楊氏魚。

當張彌曼目睹雅爾維克還原的總鰭魚化石標本之後，深受震撼。

她決定從零開始進行還原楊氏魚的研究，並藉此為中國古魚類的研究打下良好的基礎。

只不過，令她沒想到的是，她的研究慢慢與她老師的成果背離了。

在還原楊氏魚的過程中，她採取的最原始的「笨方法」：連續磨片。

這種方法是指將古魚類化石封固在石膏模型中，每磨去一層就要繪製出一個截面圖案。

這種方法能最詳細地了解古魚類的體內結構，其精準度就像人們了解現代魚一樣。

聽起來像很簡單的過程，實則是非常乏味和枯燥的。

首先，她要把化石埋在硬石膏里，然後開始研磨。

每磨一下，就要用精密的尺子量一下是否到了50微米，這樣才能保證化石磨得平。

而她要將磨好的化石放在顯微鏡下，利用反光鏡將圖像映在紙上，再用鉛筆仔細描出來。

為了早日完成磨片工作，張彌曼不厭其煩地反覆進行磨片、畫圖等，常常工作到深夜才離開實驗室，連周末也沒有休息。

將近兩年的時間，她才最終將它磨完，並畫出了將近540多張圖。

她細心地把它們貼在平整的石頭上，用熔化的石蠟和蜂蠟，製作出薄薄的拓片。

最後，通過將所有的剖面「拼裝」成一個等比例放大20倍的標本，楊氏魚就完整地還原出來。

張彌曼用連續磨片及蠟制模型的方法製成的楊氏魚化石等比例放大標本。

緊接著，她又對各種總鰭魚類化石進行對比研究，卻意外發現楊氏魚並沒有內鼻孔。

這一結果引起師生倆的激烈爭論，但張彌曼認為必須用事實說話。

她重新觀察了雅爾維克的標本，發現內鼻孔所在的部位並不完全，有的甚至沒有保存下來。

而這也大大降低了內鼻孔存在的可信度。

拉蒂邁魚：僅存的活鰭魚（並不存在內鼻孔）

她的一系列研究也越來越否定了她導師研究得出的結論。

之後，雅爾維克每次看到她帶來的化石，頗有意見地說一聲：魔鬼般的魚。

但她的研究確實否認了總鰭魚類有內鼻孔的傳統看法，從根本上動搖了總鰭魚是四足動物祖先的地位。

這在全世界的古生物學中引起了很大的轟動，猛烈地衝擊了當時的學術權威。

不過直到1995年，張彌曼的觀點逐漸獲得學界認同。她也因此成了當今世界最受推崇地古魚類專家。

關於她個人的一系列的榮譽和獎章接踵而至：

1991年當選為中國科學院院士。

2011年榮獲芝加哥大學榮譽博士學位，

2016年獲國際古脊椎動物學界最高獎——羅美爾-辛普森終身成就獎。

.....

張彌曼獲得羅美爾-辛普森終身成就獎

盛譽之下，張彌曼並沒有止步於此，而是毫無保留地甘當年輕人的引路人。

她主動將炙手可熱的古生物領域拱手讓給年輕的學者們。

在她的支持下，她的學生朱敏及其團隊在自然、科學等重要刊物發表十餘篇重要成果。

這些成果證明了魚類登陸的關鍵環節是發生在中國雲南。而張彌曼正是是這一大發現的開拓者。

晨曉彌曼魚，學生朱敏為表示對老師張彌曼的敬重而起的

原本該安享晚年的張彌曼，又轉身投入另一個極少人關注的領域：探索新生代鯉科魚化石研究。

近年來,張彌曼和她的同事在青藏高原上發現了豐富、保存精良的新生代魚化石。

這也將有助於揭開該地區「演化進行時」的豐富歷史。

也許有人不明白:對古魚類的研究跟今人生活有何關係呢?

其實除了探究生物起源外，它還能給石油與地質工作提供莫大的幫助。

我們知道大慶油田的發現和開發，改變了中國石油工業的落後面貌。

當時不少人都認為含油層是距今1.5億年的早白堊紀，石油勘探也應集中在相應的地層內進行。

但張彌曼根據化石樣本和東亞地區古魚類演變規律提出，含油最豐富的地層是在距今1億左右的晚白堊紀時代。

要知道，相差0.5億年可是會讓後來勘查和開採石油造成非常大的差異。

正是張彌曼等古生物學家為礦產開發所提供的理論依據，才大大增加了開採石油的效率和成功率。

大慶油田開採現場

而在2018年度「世界傑出女科學家獎」頒獎詞：「她開創性的工作為水生脊椎動物向陸地的演化提供了化石證據。」

這個獎項也是首次授予古生物學家，這對中國乃至全世界的古生物學領域來說，都有著深遠意義。

註：世界傑出女科學獎是由聯合國教科文組織與歐萊雅基金會1998年設立，每年表彰全球五位為科學進步做出卓越貢獻的女性。

頒獎典禮上，82歲的張彌曼院士也彰顯了身為女性的魅力，為時5分多鐘的致辭溫婉典雅、不失幽默。

多虧她早年遊學研究的經歷，她全程用英語演講，不時夾雜著法語、俄語、瑞典語和中文。

此外，為了更好鑽研文獻，73歲的張彌曼還主動走進課堂，和20多歲的青年一起學習法語，令人折服。

張彌曼與其他獲獎者合影

實際上，這一屆世界傑出女科學家獎的名單早在2017年底就已經公布了，但她堅定地婉拒了多家媒體的採訪。

她只是說道「我做的工作真的沒什麼，而且手上還有很多研究工作要做。」

一直以來，不少人指出普羅大眾不夠關愛科學家的生活。

實際上，像她這樣樸素低調的科研工作者並不在意這樣，更多的是專註於自己的科研工作。

當然，他們也希望更多的人去了解這些看起來熟悉卻又非常陌生的研究領域。

對張彌曼來說，她最為期盼的，就是我們國家能早日建起一座國家層面的自然史博物館。

不光有陳列、展覽，還有大量研究工作做支撐，能夠用科學背景去啟發青少年。

張彌曼幽默的頒獎致辭

在她看來，未來中國的科研能不斷實現新的突破，走在世界的前列，才是最值得驕傲的...

*參考資料

許琦敏. 張彌曼 尋魚,追溯億年前的真相[N]. 文匯報,2011-05-17(010).

王俊卿.總鰭魚是四足動物的祖先嗎?[J].海洋世界,1996(08):13.

易杳,顧衛臨.張彌曼和她的魚化石[J].瞭望周刊,1985(18):44-46.

風濤,趙野木.總鰭魚是怎樣上陸的?[J].化石,1975(02):13-14.

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