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解救“海怪”的人:世界最原始的龟类化石在他手下重现天日

大海,浩瀚而深邃,遥远的神秘。自诞生以来,人类一直在探索海洋世界。

浩瀚的蓝色深处,隐藏着无数的奥秘,其中,"海怪"的传说一直吸引着人们。

2亿多年前,中国西南部是各种"海怪"的家园,地球上生活着第一批海洋爬行动物。经过数千年的轮作,地质变迁,"海怪"遗骸被封印在繁琐的山脉之间,形成化石。

现在在化石中重新看到当天,"海怪"巨大的身体,支离破碎,几乎与岩石融为一体......

有这样一群人,在科研人员接触化石之前,用一双聪明的手,日复一日,精细修复,远古生物从岩石上"救"出来,恢复自己的身体结构......为震撼世界的科学发现奠定了基础。

解救“海怪”的人:世界最原始的龟类化石在他手下重现天日

丁晋(左一)

丁氏现在的王朝就是其中之一。修复"海怪"化石是中国科学院古脊研究所化石修复师的主要领域。二十多年来,他修复的许多化石都已成为经典杰作,在学术界享有盛誉。在他看来,用双手"说话"远古生物,让埋藏在坚硬岩石中的海怪每天重新出现,生活只有做这个事,够了。

从"触摸骨头"开始。

北京市怀柔区一个小院子,几个工厂都位于中间。这是中国科学院古生物研究所的工作站,其中包含各种类别的化石标本,无论大小。

戴上口罩,打开显微镜,拿起雕刻笔,笔尖快速旋转,发出"滋养"的声音......在修理室里,在聚光灯下,丁磊冷静而熟练地操作。在操作员的桌子上,露出了一块深灰色的石灰岩,骨头的颜色与岩石相似。

"所谓的'修复'是将生物化石从周围的岩石中完全暴露出来的过程。丁的手一直放在化石上,仿佛在和老朋友说话,老朋友轻轻地擦掉抛光岩石的碎片,认真地说:"合格的化石修复是像显微外科一样细腻的工作。"手里拿着气动雕刻笔,相当于一把'手术刀',通过调节风量的大小,将包裹在化石外的围岩中敲掉。由于坚硬的岩石,化石与围岩之间的小反差,石灰岩中脊椎动物的化石修复是世界古生物学界公认的技术问题。丁现在能够用普通的工具完成精度非常高的"手术"。

"要得到化石,你首先需要了解它的起源,形成,可能是什么类别,了解这些,然后才能清楚地掌握化石的确切信息。丁说,找出化石中生物体的结构,是修复工作的第一步,一定不能忽视,"整体心架有一个数字,修复时间可以方便。"当你正式修复时,从生物骨骼暴露的地方开始,如果整个被岩石包裹,从突出并延伸一点点的腿或骨头开始。

"有这么多骨头,你怎么知道它在哪里?"

丁金朝微笑着举起了一块即将完成的海洋动物化石,详细解释道:"现在这块化石清晰地展现了头骨、脊椎和肢体的骨骼,几乎是完整的,但是当我们第一次拿到它的时候,这些细节是看不见的,只能在岩石的外部粗略地看到骨头的突出,我们是建立在这些突出的部分之上的, 判断生物体的特定身体结构。例如,他进一步解释说,一个单一的,更长的"凸起"通常是脖子或尾巴,"如果你对生物结构有更多的了解,你就会知道脖子必须更强壮,尾巴是扁平和薄的......"

说起化石修复技术,原来隐含的丁丁如今似乎已经改变了个体,总有无穷无尽的文字,眼睛闪烁。事实上,当他第一次接触到化石时,他甚至不知道自己要做什么......

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丁在西藏扎达盆地进行实地考察

1997年冬天,刚从高中毕业的丁磊离开四川老家来到北京,在熟人推荐下进入中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,师从王海军师傅,学习架养、标本修复和造型。"对这份工作根本没有概念,人们只是说能够坐下来耐心等待,我想我可以试一试,然后来。丁磊回忆道。

化石修复,第一步就是从"鉴别骨骼"开始。

短短几个月就到了古脊椎,师傅每天都会带来各种化石骨骼,让丁呈触摸,亲手感受。这些骨头来自生物身体的不同部位,起初,师傅给他的骨骼比较完整,也比较好认识,于是他慢慢熟悉了生物的结构,师傅偶尔会遇到一些疑难的问题,给他多一些断骨,让他从每块骨头中分辨出哪一部分......

通过一次又一次的触摸,手里的感觉进入记忆,深深地印在脑海里。"在一天结束时,只需捡起任何一块骨折,并立即反映它的位置,以及整个骨头有多长。丁说,"摸骨头"积累的经验,他已经用在每一个实际操作中,只要你看到一块骨头的某块生物结构,你就能"脑补"这个骨头是什么样子,甚至整个身体的生物长什么样子,大概要多久,"才能让生物结构的概念清晰起来"。甚至后来的化石修复和实地收集也有很大的帮助。"

除了"鉴别骨骼",丁晋还得学习恐龙骨架的修复。恐龙化石很难完整保存,因为它们太老了,大多数恐龙骨骼需要由化石修复师重新构建并组装成一个完整的骨架。"那些缺失的骨头需要自己修复。丁晋朝进一步解释说,"大师会引导我们,按照左右生物结构对称的原则,将保存模具的一侧经过相同比例的繁殖,补充缺失的一面。"

在那之后的三年里,丁磊一直在磨练自己的技能。曾参与中国多家博物馆等收藏机构恐龙化石的修复、安装和模型制作,还为古脊研究所的各个群体修复了大量恐龙化石,其中最著名的是热河生物群中意想不到的北票龙, 辽西鹦鹉喙龙等。

营救"海怪"

在丁的办公室里,标本库周围,可以看到各种不同类型、不同保存的化石。这些都是他最珍视的宝藏。

自2000年以来,丁磊加入了贵州特遣部队,主要从事云南和贵州三叠纪海洋生物爬行动物化石的修复工作。"使用专业的修复工具,'拯救'了2亿多年前埋在坚硬石灰岩中的'海怪',并使其复活。这是丁在当下和现在最喜欢的东西。近二十年来,他修复了东方龙、茴鱼龙、混鳄鱼龙、李云桂龙、半齿龟、奇异滤火龙等珍贵标本,在国内外顶级学术期刊上发表,成为学术经典。在众多标本中,他印象最深刻的是半齿龟的修复过程。

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半齿龟

2007年5月,中国科学院古生物研究所研究员李伟给了丁一个标本,据称是"齿龙"。"该标本长约50厘米,几乎完全包裹在周围的岩石中,只能观察到其隐约可见的外观的大致轮廓。根据经验,丁氏现在的王朝可以看出,这个标本的甲壳类动物并不是常见的圆形结构的齿龙,而且不是很规则,甲壳类动物两侧都像是开口对称的骨板。

"我当时推测,如果它是一条龙,它至少会是一个未知的新属!"职业本能会让丁觉得既紧张又兴奋。

走出标本的价值,双手的工作自然更加精致。丁晋在人体显微镜观察和气动雕刻笔修复的帮助下,将笔尖振动降到最低频率,"所以打磨得少,保证标本不留下一丝磨损痕迹。"丁今天回忆起当时修复的细节,因为标本表面不平整,为了安全起见,他从化石埋得很浅,容易暴露的地方。标本的左额骨成为开始"移动刀"的第一个地方。

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随着修复的缓慢进行,丁发现该生物的指关节和钩形"爪尖"与以前修复的几条蟒蛇相去甚远。他忍不住兴奋,立即告诉了团队的研究员李伟。

当李伟看到这个标本时,一瞬间惊讶不出话来,他用右手食指在左手虎嘴上来回舔了几下,仿佛在想什么,忽然有个声音颤抖着说:"也许......它应该是一只!"兴奋是显而易见的。

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半齿龟恢复地图

虽然不是研究人员,但凭借多年修复各种标本的经验,丁磊也立刻意识到,正如李所说,这块来自贵州关岭的化石无疑是已知最早的时代,最原始的海龟。李告诉丁,他从小学开始饲养了不少于10种活龟,在与这些爬行动物的面对面接触和交流中,它们的形态、习性甚至一举一动都是如此熟悉,以至于他看到眼前化石标本的那一刻,甚至有一种"共同的感觉"。原来,每次他为大头平胸龟换水时,都在挣扎,前爪划过嘴角,他几乎无法忘记。回想起原作,丁的心里还是保留着一丝兴奋,"那个黑色钩形指节上的标本,和平胸龟的前爪末端手指骨形状差不多!"

经过数月漫长而密集的修复,其余的化石展开了:甲壳类动物的部分光滑平坦,头骨只有成年人拇指的大小,上下颚的牙齿像针一样细。经过初步鉴定,研究人员确定它是史前海龟化石,并且保存在腹部。这是后来著名的半齿龟。

追求极致

随后,两个类似的标本被移交给丁进行维修。

"其中之一就是化石爱好者认为保存不好的奇齿龙,但它也是保存在腹面的半齿龟化石。腹部表面的结构已被人为修复和抛光损坏。丁说,为了便于更详细、更深入地研究了解背部的形态结构特征,团队决定对标本进行"立体"修复,即去除所有围岩,只留下骨化石。

"这对我们来说是一个巨大的挑战。丁说,海相灰岩非常坚硬,化石与围岩的质地和颜色非常接近,因此灰岩化石标本难以修复一直是业界的共识,这已成为国内外众多学术团队研究的制约因素之一。这些化石在形成过程中承受了如此大的压力,以至于骨头几乎被压扁了。如果要进行立体修复,难度可想而知。

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丁正在云南丽江北屯博物馆修复和保护燕心龙化石。

为了寻求保险,丁今天将首先清理和加固标本,用湿棉纸覆盖化石和围岩,使其与石膏底部隔离,然后在显微镜下翻身进行"手术"精细修复。

经过几个月的努力,龟甲表面雕刻,骨头之间的接缝,小血管和神经孔......化石的细节最终被揭示出来。"由于这次修复,标本背面的结构一目了然。可以看出,龟背上的甲壳类动物才刚刚开始出现,背甲的雏形与肋骨和脊柱的特殊性有着显著的联系。这为龟甲的起源提供了直接证据。

另一个送来的标本是村民们在实地考察时从山上捡到的"断鱼头",丁解释说,其实这是半齿龟的几块散落的腹部盔甲和头骨。标本最终确定了半齿龟的具体起源和分层,同时增加了前两个标本没有保留的一些特征。

2008年底,这三个标本不仅有牙齿,而且背部装甲发育不完整,被研究人员命名为"半齿龟"——世界上最原始的海龟化石。这篇发表在英国《自然》杂志上的研究论文引起了学术界的高度关注。甚至有评论将其学术价值与著名的"祖先鸟"相提并论。

此后,丁磊一次又一次地与古代生物"对话",带着对工作的热爱,以及老百姓无法想象有耐心修复一些著名的经典标本,标本应用于中国《科学通报》《中国科学》《古脊》和《地质学报》的科研论文,以及英国的《自然》, 《科学》等众多重要学术期刊,涉及论文近30篇。

经过多年的沉淀,丁在寅带领一支七人优秀化石修复队为中国科学院古脊标本中心服务。自2007年以来,他组织修复团队修复和保护浙江自然博物馆,上海自然博物馆,绍兴科技馆,北京自然博物馆,天津自然博物馆,内蒙古博物馆,河南地质博物馆和国家海事博物馆的藏品。该团队大大增加了修复的化石数量,使古生物学能够研究几个单位的藏品,并帮助世界各地的博物馆获得高质量的化石标本。

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丁目前正在修复和加固试样

丁还专门克服了石灰石中脊椎动物化石修复的问题,并逐渐摸索出一套不同的岩石,有效的修复方法。除了他的工作,他还写了他在野外化石修复和保护技术方面的经验,并在专业期刊上发表。

2007年参与起草《国家自然科技资源平台资源分类编码——脊椎动物化石室内修复保存技术规程》,2013年参与起草《古生物化石成因调查技术要求——古脊椎动物化石采集技术规程》 由国土资源部主持;

"高质量的化石修复是一切的基础。每一个化石标本都用自己的双手修复,丁磊都会花费大量的时间和精力。深入参与每一个科研项目,每一个珍贵的化石标本,让他深深地体会到自己工作的价值,在与科研人员交流的过程中,他们严谨认真的科学,无形中也影响了丁晋的职业态度,使他精益求精,争创一流作为一生的职业追求。

参与半齿龟研究的加拿大国家自然博物馆的吴晓春博士曾经说过:"没有精细的修复,没有好的标本可以做一篇响亮的文章!"在丁看来,这或许是对化石修复者最好的奖励和鼓励。

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来源:人民日报客户端

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