通過“發現”構建生命演化的框架——與中國科學院院士朱敏對話古生物學（下）

四川瞿塘峽出土的古象化石 （視覺中國供圖）

科普時報記者 畢文婷

大家說科普

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記者：從曲靖的“古魚王國”到重慶生物群，深耕古魚研究近40年，您在古生物的研究方法和研究方向上，經歷了怎樣的發展與變革？

朱敏：一直以來，古生物學給人的印象是“發現”。科研人員到野外發現化石，利用化石去填地質圖、找礦產資源，到博物館去看恐龍。我要給大家改變一些觀念——其實古生物學是演化生物學的一部分，也是演化生物學的支柱之一。而演化生物學又是生命科學的基礎，生命科學的很多問題都要在演化的框架下去解釋才有意義。

在這個大框架下，“發現”很重要，但最終是要構建生命演化的框架，了解我們的過去，比如研究骨骼發展、發育等問題，就需要了解它的基因調控機理，在演化框架中是怎樣發生的，對于最終理解骨骼的發育十分重要，所以古生物學與發育生物學實際上是相互補充的。我們的研究跟現代人類的健康問題也非常相關，這就是為什么我們一定要講“從魚到人”，不僅是要找到我們的祖先，更是因為人體很多身體結構最終要追尋到源頭去理解和解釋。古生物學研究的是演化機理，是通過化石的發現填補中間缺失的演化環節，將歷史作為認識現在、預測未來的鑰匙，從生命演化格局上去看待人類社會的發展。

過去我們做的很多工作是為生產服務的，比如找頁巖氣、煤礦等，現在我們會更偏向于認識過去地球生命與地球的同步演化關系。這是進化生物學與演化生物學的問題，同時也對理解今天的全球變化非常重要。以史為鑒，過去的生物是怎么滅絕的、又是怎么復蘇的，生態系統的崩潰會產生什么樣的后果，氣溫上升或下降的程度會產生怎樣影響？這些問題在歷史上都給出過很好的案例，研究這些問題能夠為了解當下、預測未來提供很多借鑒。

記者：從“發現”到生命演化研究，在研究范式上呈現了哪些新的變化？

朱敏：數據驅動代表了一個研究方向。古生物研究有兩三百年的數據積累，實際上都夾雜在浩瀚的文獻中。那么，這些數據怎樣才能整理、清理出來，如何進行數據的重新擬定、清洗和分析，是當前研究的趨勢。世界頂級綜合性期刊《科學》最近發表的一篇文章，也是基于數據分析來發現演化的一些現象與規律。在地球大數據科學工程支持下，我們還構建了古脊椎動物大數據庫——深骨平臺。依托這一平臺，我們可以基于大數據對生命演化歷程進行重構，為探尋脊椎動物多樣性變化及其環境制約、重要生物類群的起源與演化等科學問題提供數據支持。

數據獲取的方式現在也有很大的改變。過去，我們拿到一個標本后只是去照相，但現在更多的是獲取三維數據，去看化石內部的形態，做三維復原。學科發展到現在這個程度，一定是從過去相對比較定性的研究走向定量研究，這是一個必然的趨勢。

當然，對于我們來講，最基礎的工作還是要到野外去尋找化石。因為在演化歷史上仍然有很多缺失環節，還有很多化石記錄的空白，“發現”是最基礎的。但有了這些基礎之后怎么進行理論創新，從里面發現更多的科學問題、解決這些科學問題，獲得一些新的理論、新的學說，這是古生物學要拓展的地方。

記者：現階段，古生物學跟哪些學科有交叉融合？

朱敏：古生物學研究的學科交叉與融合已經十分明顯，尤其對于古脊椎動物領域，一定要把化石放在整個生命之樹中，也就是把化石跟現生生物放在一起研究。所以我們一直認為，古生物學需要古生物的參與，同時也需要發育生物學、分子生物學來參與。另外，古生物學和地學的聯系也很多。演化經常是快速輻射后接一段比較慢的演化，然后又快速、又慢的過程。這種演化機理跟生物遺傳變異、基因調控、分子進化有關系，但也跟外界環境變化密切相關，所以要研究當時這些化石所在地的地質環境、大氣含氧量、海水溫度或者大氣溫度，弄清楚演化的格局。這些都是需要探討的問題，這樣才能真正面向世界科技前沿。

基礎科學只有第一，沒有第二，只有在最前沿上做的工作才有意義。我經常告誡我的學生，一定要做“從0到1”的工作，一定要做最前沿的工作，否則就是重復，沒有意義。

標簽： 古生物學 脊椎動物 生命科學