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82岁的“国民女神”获封世界杰出女科学家(3)

“虽然引起老师不高兴,但自己还是很高兴的”

在张弥曼的办公室里,摆着一幅漫画:蓝天白云之下,海风徐徐,穿着淡紫色花旗袍、卡通版的她,正在沙滩上漫步,手里牵着一条长着四条腿的怪鱼。她对鱼说:“杨,我要带你去20世纪!”

这幅画是2011年时,一位学生送给她的生日礼物。画中的那条四足鱼,正是她一生中最重要的研究成果——“杨氏鱼”。

根据达尔文的进化论,包括人类在内的所有陆地脊椎动物(即陆生四足动物)都是由水中的脊椎动物——鱼类,逐步进化而来的。然而,四足动物的祖先究竟是哪种鱼类,它们又是如何从在水中用腮呼吸,进化到适应陆地环境用肺呼吸,一直是学界悬而未决的谜题。

自20世纪30年代起,瑞典古生物学家雅尔维克通过“连续磨片法”对总鳍鱼类化石进行研究后提出,总鳍鱼类中的真掌鳍鱼类与四足动物一样,拥有一对与外鼻孔相通的内鼻孔,能使空气进入肺部。这一发现,意味着总鳍鱼类很可能正是四足动物的祖先。在此后的数年里,古鱼类学家们在此基础上不断推演,形成了一套日趋完善的理论,被视为主流的权威观点。

1980年,张弥曼赴瑞典国家自然历史博物馆访学,带去了她和研究生于小波在云南曲靖发现的“杨氏鱼”化石。在雅尔维克手下,她开始用“连续磨片法”对这种来自中国的早期总鳍鱼类化石进行研究。

在那个科技手段还不发达的年代,“连续磨片法”能帮助研究者精确地掌握化石内部的结构,但也需要付出极大的耐心和努力:把化石封在石膏模型中,每磨去1/20毫米,画一张切面图,再磨、再画。所有工作都由手工完成,如此循环往复,直到整块化石磨完为止。雅尔维克曾主持过两个总鳍鱼类化石磨片的研究,一个花了5年的时间,另一个已经陆续做了二十多年还未完成。

在瑞典的那些日子里,张弥曼夜以继日地工作,很多时候一天只睡三四个小时,用了不到两年就完成了“杨氏鱼”化石的绘制工作。总共只有2.8厘米长的化石,她足足画了540多幅图。

这套精美的图纸为总鳍鱼类的研究提供了珍贵的资料,而一个更大的惊喜还在等着她:在磨片制图的过程中,张弥曼发现,杨氏鱼只有一对外鼻孔,并没有内鼻孔!

“开始还不相信,怎么会跟老师说的不一样?但后来我一边看书,一边磨标本,反复看,确实就是不一样,这时候是很兴奋的。”张弥曼对《中国新闻周刊》说,“虽然引起老师不高兴,但自己还是很高兴的。”

是不是只有中国的总鳍鱼没有内鼻孔?带着这样的疑问,张弥曼又研究了英、法、德等国所藏的同类化石,发现它们的构造均与“杨氏鱼”相似。进一步比对后她发现,老师雅尔维克所研究的化石中,鼻孔所在的位置保存并不完整,因此,他所画的图有一定自己“复原”的成分,并不足以证明总鳍鱼确实存在内鼻孔。

1982年,张弥曼正式发表了这项成果,并以优异的成绩通过答辩,获得了瑞典斯德哥尔摩大学的博士学位。在当时,她的发现直接动摇了“总鳍鱼类是四足动物祖先”的传统观点,在学界引发了巨大反响。

后来,有关脊椎动物登陆过程的研究在此基础上得以不断推进——90年代初,张弥曼与她的学生朱敏又在云南曲靖发现了距今3.9亿年前的“肯氏鱼”化石;2004年,朱敏与瑞典合作者阿尔伯格教授在《自然》杂志上发表了对“肯氏鱼”后续研究的成果:他们认为,后来出土的大量化石证实,“肯氏鱼”正处于从外鼻孔向内鼻孔过渡的阶段,其头部构造说明,在肉鳍鱼类的进化中,存在一个上颌骨和前上颌骨裂开然后重新相接的过程,内鼻孔是由外鼻孔“漂移”形成的。对此,法国自然历史博物馆的让维尔博士在当期杂志上发表评述文章说:“这是一个已经争论了上百年的问题,新的资料实际上给出了一个明确的答案。”

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