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2022年1月19日 新闻

二十二世纪: 帕维尔·斯库查斯讲述古生物学家的生活

恐龙如何在“俄罗斯”的中生代生活?俄罗斯国内专家们正在发掘什么?恐龙时代之前有些什么?古生物学家的工作日是怎样的?拍什么样的纪录片比较好?下定决心要成为古生物学家的中学生应该做些什么?圣大脊椎动物学教研室副教授、生物科学博士帕维尔·斯库查斯给出了答案。

我——“中生代脊椎动物学家”

媒体工作者经常将古生物学家与考古学家甚至人类学家混为一谈。古生物学家是怎样一群人?与其回答这个问题,不如说古生物学家不从事哪些工作更简单。古生物学家不研究人类的物质文化。古代遗迹、器皿、工具也不研究——这仍然是考古学家的活动领域。古代人类更与我们南辕北辙——他们由人类学家负责处理。古生物学家感兴趣的是古代生物——例如猛犸象。

每个古生物学家都有自己的专长。他们通常会被分为古动物学家——与动物打交道的人,以及古植物学家——与植物打交道的人。我们每个人都有自己研究的年代界限。我们甚至还有这样的行话:“古生代学家”、“泥盆纪学家”、“中生代学家”。例如,我主要研究中生代的脊椎动物。所以,我是“中生代脊椎动物学家”。

甲龙可能的样貌
甲龙可能的样貌
并未远离“故土”

我的日常取决于季节。古生物学家通常是“季节性”的人。十二月是古生物学家(以及大多数科学家)最噩梦般的时期。因为我们都被工作报告所淹没了!我十二月份的日常通常是这样的:打开电脑,写报告。

古生物学家可以在学术机构或大学工作。我在一所大学工作,所以我的日常一天是这样的:讲授课程,处理收集物,撰写学术文章。结果就是,我自己研究一些东西,教给学生一些东西,并且始终在撰写一些东西。

但在夏天,我通常会外出勘察——这是一年中最快乐的时光。我工作,寻找东西,亲手触摸古物。

我们在俄罗斯进行的勘察越来越多。当我作为一名学生刚开始从事古生物学工作时,我被乌兹别克斯坦的古生物学勘察所吸引。我在那里获得了最初的知识(我的首次勘察是在外贝加尔——他们给了我一个筛子,筛选古老的岩石以寻找化石)。但在乌兹别克斯坦我仍然掌握了基本的古生物学技能。随后我们在中亚多地来回——去了哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦……但与此同时并没有远离“故土”,多次前往西伯利亚挖掘。渐渐地,我们开始愈发频繁地前往西伯利亚。明年夏天,如果幸运的话,我们将去远东地区进行挖掘。那里正好埋藏着我的中生代脊椎动物。

为什么不该扔掉骨头

在俄罗斯,许多岩层中含有恐龙和其他古代脊椎动物的遗骸,但它们都位于森林之下,或者由于其他原因难以进入。一位同行告诉我,北极岛屿上没有植被,所有的岩层和海蜥蜴的骨骼都暴露在地表上,但根本不可能拿到——过于昂贵且困难。这当然是个问题。

但还有一个更深层次的问题——我们国家根本没有足够数量的古生物学家。而对于科学成就而言,科学家的数量非常重要。中国有很多古生物学家,他们取得了很大的成功。在中国,可以说古生物学与物理学和宇宙学一样,是一项国家计划。古生物学家得到很多资助,普通人也会因发现某些东西而获得丰厚的报酬。当农民在采石场发现骨头时,他们不会将它们扔掉,这样才对。就在最近有一项轰动世界的发现——在采石场发现的恐龙胚胎。仅仅几年后,它便来到古生物学家手中。发现物没有被丢弃——这已经很好了。

而在俄罗斯,在同样的采石场,被发现的骨头很容易被扔掉——免得召来科学家,进而要求停止开采进程。工人们为了避免造成损失,我听说曾有一群工人在采石场发现了一个猛犸象头骨,他们用掘斗将其压碎并扔进了垃圾场——这样就没人会看到或者听到。这表明我们的许多公民缺乏自觉性——他们不明白古物是有趣的和有用的。

 
 
“恐龙不生活在虚空当中”

我研究恐龙动物群——这是各类恐龙以及与它们一起生活的脊椎动物。有飞蜥,有鳄鱼,有蝾螈和其他各种两栖动物。所以我正在做的,是重建古代生态系统的一个重要组成部分。因为恐龙并不生活在虚空中——它们与很多生物互动。

我个人对恐龙动物群是如何进化的非常感兴趣。在西伯利亚的发现提供了有关该主题的高价值信息——事情在于我们拥有侏罗纪中期的沉积层——这些沉积层大约有1.65亿年历史。大约在同一地区还存在白垩纪初期的沉积层——它们大约有1.2-1.3亿年历史。事实证明,这些动物群之间约有4000万年的差异!研究动物群的变化非常有趣,例如:研究人员发现,在白垩纪早期的西西伯利亚地区曾有一个避难所——这是在其他地方已经灭绝的生物得以生存的地方。事实上,我说的是那个时代的残留种。

原来,存在于西西伯利亚广袤区域上的侏罗纪公园迁移到了白垩纪。例如剑龙——长有尖刺的草食性恐龙——生活在侏罗纪中期的西伯利亚,但它们在白垩纪早期也有活动。在这4000万年中,各种哺乳动物、蜥蜴、原始蝾螈也没有发生变化。它们什么都没有改变!这是科学家在探索西伯利亚时发现的一个十分有趣的事实。当古生物学家找到白垩纪早期的极地动物群时,他们还发现了侏罗纪的残留种!所以说,即便是研究我们“国内”动物群也可以很好地了解生物群的演化。

俄罗斯的中生代

在俄罗斯境内,从侏罗纪中期到白垩纪初期没有发生特别的事情。当人们向我询问地球历史上特别稳定的例子时,我总是会提及侏罗纪和白垩纪的西伯利亚。那时的气候几乎没有改变。气候温暖适宜,没有小行星撞击,没有火山。古代侏罗纪脊椎动物自由自在,并且一直存续到白垩纪。

俄罗斯幅员辽阔,中生代的不同地区情况大不相同。靠近极地的地区气候较冷,但并非严寒。是的,我们说的是“白垩纪极地动物群”。但必须弄清楚的是,中生代的楚科奇区域气候相当温和。那里并不冷——楚科奇的气候与现代日本诸岛屿的气候大致相同,都有常青树生长。有低于零下的温度,但与现在的气温不同,恐龙完美地存活了下来。恐龙通常是温血动物,其中一些有羽毛——它们为零下的气温做好了准备。现代鸟类是恐龙的后代。看看企鹅:它们在南极洲零下60度时活蹦乱跳。恐龙也可以在恶劣的环境中生存。但在楚科奇,无疑比南极洲要温暖许多。

俄罗斯的欧洲部分上有许多群岛。群岛通常是白垩纪和侏罗纪的显着特征。如果古生物学家想要寻找古代海洋爬行动物,那么只需前往俄罗斯的欧洲部分进行勘探——例如伏尔加河。但想要找恐龙,你就必须去西伯利亚。

图片由托木斯克国立大学新闻办公室提供
图片由托木斯克国立大学新闻办公室提供
恐龙牙齿形成需要多少天?

幸运的是,近几年来我们大学的研究团队一直在壮大。很多学生都参与了这项工作——我们一共有17个人,这非常不错!昨天我们总结了一年的成果,发现2021年我们团队参与撰写了10篇严肃学术文章。

鳄鱼头骨“指南”——圣大科学家研究70多个3D模型后首次描绘鳄鱼脑盒的全部结构

来说说我的同事伊万·库兹明(Иван Кузьмин)主持的一项研究。我说的是他关于鳄鱼脑盒的文章。脑壳——是大脑和感觉器官周围的骨化结构。在包括恐龙、鸟类和鳄鱼在内的主龙类中,它较完好地留存至今,由若干个骨头组成。在检查脑盒时可以研究其中的空腔——好在计算机断层扫描可以探索神经的位置和走向,它们的粗细(比方说,如果嗅觉神经很粗,那么动物的嗅觉就会很好)。我们可以从脑盒的摹塑品中了解大脑的哪些部分获得良好进化。

事实上,现代主龙类——各类鳄鱼的脑盒还未被充分研究。伊万和他的团队分析了75种现代鳄鱼,发现了它们脑盒的工作机制。我认为他们的文章会成为经典,其他科学家会引用。我总是说:古生物学是一门生物科学。如果不研究现代鳄鱼,我们就无法了解它们的化石亲戚。

我们的团队在2021年还继续研究了雅库特地区的白垩纪早期恐龙。我们研究了极地剑龙的牙齿,并试图了解极地剑龙是否与温带地区的亲戚存在差异。我们发现的第一件事,是极地雅库特恐龙的牙齿磨损得很快。第二件事,它们的牙齿变化得很快。这一切似乎都是因为它们适应了以粗硬的极地裸子植物为食。为了填补牙齿的磨损,恐龙进化出了这种补偿机制。

古代牙科课程:科学家们研究来自雅库特的60多颗剑龙牙齿

我们如何确定牙齿正在迅速形成?如果切开牙齿,我们会看到与时间对应的圆形纹路,,就像树桩上的年轮。如果数一下这些冯·艾伯纳线,就可以估计出牙齿的形成时间。最后,我们发现剑龙的牙齿大约需要90天形成——与现代鳄鱼的牙齿相比这是非常迅速的。在我看来,这是非常有趣的结论。

早在2021年,我的同事,沧龙专家德米特里·格里高里耶夫(Дмитрий Григорьев)就参与撰写了一篇关于三叠纪极地鱼龙的文章。这项研究的主要作者是我们的朋友尼古拉·兹维尔科夫(Николай Зверьков),他是古生物学研究所专门研究鱼龙和沧龙的著名专家。总来来说,极地主题“好使”!

古生物学是一门团队科学

现代科学进程是怎样的?当科学家发现有趣的事情时,他的结论应该以学术文章的形式精心呈现。古生物学家写文章有时耗时半年,甚至会更久。然后将其发送到学术期刊,随后这篇文章会被审阅,将评论发送给作者。科学家再次将修订过的版本发送给期刊。这个审校过程可能会需要很长时间。

结果就是,我们这些科学家们处于一个不间断的传送带工作状态——写一篇文章,重写另一篇文章……我们撰写的文章通常会在一年内发表在学术期刊上。我之前提到的文章发表于2021年,但研究本身是更早些时候进行的。

让我告诉你一些明年将发布的内容。我希望在不久的将来我的英国同事能发表一篇关于古代蝾螈的文章。我的专长之一就是古代蝾螈,我的博士论文就是关于它们。所以我才被这个国际团队所吸引,我的任务是提供关于“我国”国内古代蝾螈的信息。这是一个非常有趣的团队合作!

总的来说,我经常与外国同行联系。例如,今年我们与外国古生物学家共同撰写的一篇文章发表了。这些德国古生物学家在白垩纪洞穴沉积层中发掘出一整套恐龙动物群。在挖掘出来的骨头中发现了蝾螈椎骨!这些椎骨是同行转交给我研究的。我们将这些椎骨在断层扫描仪上旋转了很久,最终描绘出一种来自德国的新蝾螈。

我们与德国人、英国人、加拿大人保持着联系。例如,今年我们与来自皇家泰瑞尔古生物学博物馆的加拿大人,杰出的吉姆·加德纳(Jim Gardner)共同发表了一篇文章。吉姆和我一起研究古代两栖动物。

摄影:伊戈尔·帕拉欣
摄影:伊戈尔·帕拉欣
“没有中国古生物学,有的是世界古生物学”

总的来说在我看来,没有“俄罗斯古生物学”或“俄罗斯科学”之类的概念。古生物学是一门国际科学。当然,我们可以用“俄罗斯科学”这个词来展示俄罗斯专家的发现,以及他们对世界古生物学的贡献。但总的来说,如果你想让你的数据为全世界所知,就必须用英文发布。这是客观事实。对了,在十月革命之前,使用的是德文发布。

在苏联时期,许多物理学家和古生物学家的著作被翻译成英文,这些著作如今已广为人知。不幸的是,有许多研究成果发表在很少有人阅读的小型俄语期刊上。而且这些信息还没有成为共有财富。我经常建议我的学生只用英文发表文章,因为它是现代科学语言。顺便说一句,在许多俄语期刊上,现在发表的文章都是平行翻译成英文的。

中国人现在也积极地用英文刊发文章,因为他们明白:没有中国古生物学,有的是世界古生物学,总归要融入其中。中国人积极到美国、俄罗斯等国出访,在那里学习各种科学技能,回到家乡,并在中国推广科学。中国人正在积极与其他国家的科学家合作——例如,著名现代恐龙专家之一斯蒂芬·布鲁萨蒂(Stephen Brusatti)便参与了之前提到的恐龙胚胎文章的撰写。对了,布鲁萨蒂现在正在担任新《侏罗纪世界》的顾问——这部电影有可能会很不错。布鲁萨蒂是一个思想开放,反应迅速的人。他曾到俄罗斯来找我们看圣彼得堡的恐龙收藏。然后我们就认识了他,聊了起来。我们第二次见面是在我去加拿大讲学期间。在我看来,布鲁萨蒂是一位非常简单而博学的科学家。毫不奇怪,他有很多来自世界各地的学生,并与全球古生物学家有联系。

总的来说,让高水平的专家参与自己的文章是一种很好的做法。

古生物学的争议

当然,当下在古生物学中,各种争论仍在继续。但这些争论是通过在高质量学术期刊上发表文章来解决的。在我看来,这是唯一可行的讨论平台。当有人在他们的YouTube频道上说:“这个古生物学家只是个傻瓜,他什么都不懂”,这并不严肃。因此,所有争议和讨论都应仅在学术期刊上进行。

古生物学家们最常争论的话题是什么?大多数讨论都是关于不同族群的起源。也就是说,鸟类是恐龙的后裔已经毫无争议,但他们会争议谁才是海龟的近亲。海龟现在被归类为双孔类爬行动物。双孔类是一个大类群,包括蜥蜴、蛇、鳄鱼、恐龙和古代海洋爬行动物,如鱼龙。所以问题是:乌龟离谁更近?直到现在,古生物学家还在争论这个话题。我认识一些科学家,他们认为海龟的近亲是蛇颈龙,即灭绝的海洋蜥蜴。而其他科学家则认为不然,完全不是这样。这种讨论现在仍在积极进行,每年都会发布有关该主题的新内容。我认为共识迟早会达成。

古生物学还有其他争议。例如,一些研究人员认为,在恐龙灭绝之前,恐龙的多样性并没有下降——斯蒂芬·布鲁萨蒂发表的文章中得出了这个结论。但是,由迈克尔·本滕(Michael Benten)领导的布里斯托尔大学的科学家们不断发布计算结果,根据这些计算结果,非鸟类恐龙的种类已在减少——当小行星到达时,恐龙几乎濒临灭绝了。也就是说,小行星撞击彻底灭绝了它们。关于这个话题的争论正在积极进行。大群恐龙之间的家庭关系也存在争议。

能看到这些争论是非常棒的——因为科学家们会不断发表新文章,发现新事实,发掘新遗迹……这就是科学的进步!而当你听到自称是科学界之外的“专家”信口雌黄时……那不是科学,而是噩梦。

摄影:伊戈尔·帕拉欣
摄影:伊戈尔·帕拉欣
电影中的恐龙

恐龙现在频繁地出现在电影中。在我看来,这些电影并不会塑造古鳞甲类的新秘闻,但也不会使情况变得更好。当1990年代第一部《侏罗纪公园》问世的时候,古生物学上了一个新台阶!一堆年轻人对古生物学产生了兴趣,许多人进入科学圈与恐龙打交道。各个国家开始积极资助挖掘工作,这非常重要。

如今大量关于恐龙的电影​​继续上映。每个人都喜欢恐龙!我认为世界上有这么多古生物的粉丝,即使我们排除电影,人们仍然会对恐龙感兴趣。因为如今的恐龙——是一种包围我们品牌。

我认为,制作关于其他世代的电影很有益处——例如关于恐龙尚未出现时期的影片。 2000年代,BBC的纪录片《与恐龙同行》问世。在这个系列中,主流古生物学家表达了在当时看来非常前卫的有关恐龙和飞蜥的观点。甚至不关心古生物学的观众也兴致盎然地观看了《与恐龙同行》。尤其是因为尼古拉·德罗兹多夫(Николай Дроздов)的系列配音,每个人从小就在《动物世界》节目中认识了他,对他喜爱有加。

《与恐龙同行》的续集是一个有关于古生代、二叠纪的系列。但如果制作一部单独的电影,比方说《二叠纪公园》的话会很棒。我们在俄罗斯的欧洲部分有大量二叠纪和三叠纪遗迹——当时恐龙还没有出现,但还有许多其他有趣的生物。这些前恐龙时代的动物群真是太棒了!例如,在三叠纪,鳄鱼和恐龙的远亲正在试图演化成鳄鱼和恐龙。其中一些甚至尝试用后腿奔跑!然而几乎没有人知道这一点——因为每个人都痴迷于恐龙。人们偶尔会记得远古爬行动物蛇颈龙在海中游曳,翼龙在天空滑翔……但在它们之前,还有那么多梦幻般的世界!但是关于这些世界的电影非常稀缺。如果有一部优质的纪录片出来,其中每个世代拍上不止半小时,而是一个半小时,我会非常欣慰。我希望观众们不止看《权力的游戏》,还会去看讲述所有生物是如何进化的“世代的游戏”。

成为古生物学家需要什么?

我想,因为“俄罗斯没有恐龙”的观点,我们很少有人去研究古生物学。比方说在基洛夫的某个地方,一个小学生很伤心,却不知道在他周围发现了生活在恐龙之前的奇妙古代爬行类动物群。古生物学家们挖出了整个骨骼!但总的来说,如果国家经济不崩溃,我希望当下情况会有所好转。更多的人会进入到古生物学,我们会在俄罗斯境内获得许多新发现,而不仅仅是发现恐龙。

在线课程“脊椎动物进化史:从鱼类到恐龙和人类”

在童年时期,许多男孩和女孩都对恐龙感兴趣。但是一个确定自己想学古生物学的高中生呢?你必须学习生物学。正如我所说,古生物学毕竟是一门生物学学科。当然,莫斯科国立大学地质学院的同事可能不同意我的看法——那边有一个古生物学教研室。然而,生物学是必要的。如果一个人想要找到远古时代的道路,了解如何以及在哪里寻找远古骸骨,那么至少还需要了解地质学的基础知识。

总的来说,我很难给未来的古生物学家提供建议。因为古生物学是一门与众不同的科学。你可以成为一名古生物学家,同时你一生都不去探险——你可以只研究在你之前收集到的博物馆藏品。你可以分析数据库——汇集了包含不同古生物学数据的数据库,并使用不同的数学模型研究它们,并尝试了解地球上的一切是如何进化的。对于这样的分析,当然需要了解数学。退一步讲,如果一个人不喜欢野外生活,还可以在办公室里进行研究。如果想去某个地方旅行并寻找一些东西,那么学生就需要为帐篷里的生活做好准备。铲子、蚊子、艰辛、挖掘以及发现的喜悦——这一切都将发生在你的生活中。

今年,我和同事们以“发现的故事”为主题拍了多个视频,并拍摄了一系列照片。我们经常被问到:“你们是怎么找到遗迹的?怎么研究它们?2021年夏天,我们在布里亚特发现了一头蜥脚类恐龙——长颈龙的完整椎骨。我们找到了它,费时几天挖掘。随后,打包并贴上石膏的椎骨从布里亚特“去”到了圣彼得堡,在那里,我们耗时几个月在大学里对这块椎骨进行研究和解剖。前天,我们终于扫描了椎体表面,制作了它的三维模型。新年过后,我们将尝试了解这块脊椎属于哪种蜥脚类恐龙——如果它属于某种以前不为人知的恐龙怎么办?我们的工作成果将成为学术期刊上的一篇文章。在我看来,这样的“发现史”会引起非专家和那些梦想成为古生物学家的人的兴趣——我们是如何发现、清理和研究椎骨的。

“我参与科普不是很有必要”

最近,我对科普的参与越来越少。这是为什么?首先,我没有时间:做科学不仅仅是坐在显微镜前就能获得发现。还需要写各种报告、申请……也是在今年,我和同事讲授了一门古生物学课程——八月到十二月期间,我在后台录制视频,准备演讲稿……我拥有三份正式工作。在完成这三份工作之后,我回到家还要尝试为课程做点什么。至于科学普及的时间则完全没有了。

其次,我出现了精神疲劳。当下我认为启蒙教育活动没有多大意义。在我看来,某些时候这并没有带来任何特别效果。另外,现在古生物学的科普工作者已经很多了——我参与科普也不是很有必要。

第三,那些通常会引起广大观众兴趣的问题,我往往会排在第二和第三位。例如,我对讲恐龙灭绝的原因并不是特别感兴趣。关于这个主题已经说了太多……例如,我对讨论电影摄制中产生的秘闻不是很感兴趣。这其中的科学意义何在?

当然,有时候我真的很想告诉观众我关注的焦点。但这些对于非专业人士来说几乎味同嚼蜡。例如,我很乐意向观众讲述同样古老的两栖动物、蝾螈、青蛙……但这些话题未必能“聊到”广大观众的兴趣点上。

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