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丁今朝:解救“海怪”的人 世界最原始的龟类化石在他手下重现天日

丁今朝(左一):解救“海怪”的人 世界最原始的龟类化石在他手下重现天日

丁今朝(左一):解救“海怪”的人 世界最原始的龟类化石在他手下重现天日

半甲齿龟

半甲齿龟

丁今朝在云南丽江为边屯博物馆淳信龙化石进行修理和保护

丁今朝在云南丽江为边屯博物馆淳信龙化石进行修理和保护

丁今朝正在对标本进行修理和加固处理

丁今朝正在对标本进行修理和加固处理

(神秘的地球uux.cn报道)据北京日报客户端(记者 李祺瑶):海洋,浩瀚深邃,悠远神秘。人类自诞生起,就开始了对海洋世界的探索。

无垠的蔚蓝色深处,隐藏着无数谜团,这其中,“海怪”的传说一直吸引着人们。

2亿多年前,我国西南地区曾是各种“海怪”的家园,那里曾生活着地球上第一批海生爬行动物。经过千万年日月轮回,地质变化,“海怪”们的遗骸被封存于莽莽群山之间,形成化石。

如今重见天日的化石中,“海怪”庞大身躯,支离破碎,几乎与岩石融为一体……

有这样一群人,先于科研人员接触化石,用一双巧手,日复一日,精细修理,将远古生物从岩石中“解救”出来,还原它们的身体结构……为一个个惊世的科研发现打下基础。

丁今朝,便是其中之一。修理“海怪”的化石,是这位中科院古脊椎所化石修理师主攻的领域。二十余年光阴,很多经他修理的化石成为经典杰作,闻名于学界。在他看来,用双手“对话”远古生物,让埋藏于坚硬岩石中的海怪们重现天日,一生只做这一件事,足矣。

“摸骨”入门

北京市怀柔区雁栖湖畔,一座小院里,几间厂房坐落其间。这里是中科院古脊椎所的工作站,里面收藏着大大小小各种门类的化石标本。

戴上口罩、打开显微镜、拿起雕刻笔,笔尖飞速转动,发出“滋滋”声……在一间修复室内,聚光灯下,丁今朝定气凝神,熟练地操作着。操作台上,一块深灰色的石灰岩里,与岩石颜色相近的骨骼显露出来。

“所谓‘修理’,就是将生物化石从其围岩中充分暴露出来的过程。”丁今朝的手停留在化石上,仿佛在与一位老朋友对话,他轻轻拂去打磨掉的岩石碎末,认真地说道,“合格的化石修理,是一项犹如显微外科手术般精细的工作。”手中的气动雕刻笔,相当于“手术刀”,通过调节风量的大小,将包裹在化石外面的围岩打掉。由于岩石坚硬、化石和围岩反差很小,石灰岩中脊椎动物化石修理是世界古生物学界公认的技术性难题。丁今朝却能用普通的工具,完成精准度要求极高的“手术”。

“拿到一件化石,首先要了解它的产地、地层,大概属于什么类别,了解这些之后,才能清楚把握这个化石的准确信息。”丁今朝说,摸清化石中生物的身体结构,是修理工作的第一步,一定不能忽视,“整体的框架心里有数了,修理的时候才能得心应手。”正式修理时,从生物骨骼裸露出来的地方入手,如果整体都被岩石包裹,就从腿部或骨骼比较突出的地方开始,一点点延伸下来。

“这么多骨头,怎么知道哪儿是哪儿?”

丁今朝笑着捧起一块即将完工的海生动物化石,细细解释道:“现在这块化石清晰地呈现出头骨、脊椎及肢骨等,几乎都是完整的,可是我们刚拿到它的时候,这些细节都是看不见的,只能在外表的岩石上大致看出骨骼的突起,我们就根据这些突起的部位,判断生物具体的身体结构。”他进一步解释,例如一条单独的较长的“突起”,一般来说不是脖子就是尾巴,“对生物结构更了解一些的话,就会知道,脖子肯定要粗壮一些,尾巴要扁、细一些……”

说起化石修理技术,原本腼腆含蓄的丁今朝好像变了个人,总有讲不完的话,眼睛里闪着光。其实,初次接触化石时,他甚至不知道自己到底要做什么……

1997年冬,刚刚高中毕业的丁今朝离开四川老家,来到北京,经熟人推荐,进入中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,跟着师傅王海军学习装架、标本复原、模型制作。“当时对这份工作根本没有概念,人家只是说要能坐得住、有耐心,我觉得自己可以试一试,就来了。”丁今朝回忆道。

化石修理,第一步先从“认骨头”开始。

刚到古脊椎所的几个月里,师傅每天都会拿来各种各样的化石骨骼,让丁今朝用手去触摸、感受。这些骨头来自生物身体的不同部位,最开始,师傅给他的骨头比较完整,还相对好认,等他慢慢熟悉了生物的结构,师傅就会时不时出点儿难题,给他一些更残破的骨头,让他分清每段骨头都来自什么部位……

通过一次又一次的触摸,手中的感觉化作记忆,深深烙印脑海中。“到最后,随便拿起任意一段残缺的骨头,就要立马反应出这段骨头是哪一位置的,整块骨头大概有多长。”丁今朝说,“摸骨”累积的经验,被他一直沿用在每一次实际操作中,只要看到某种生物结构中的某一段骨头,就能“脑补”出这段骨头长什么样,甚至生物的整个身子长什么样、大概多长,“如此,生物结构的概念就清晰了。甚至对之后的化石修理和野外采集都有很大的帮助。”

除了“认骨头”,丁今朝还要学恐龙骨架的复原。由于年代过于久远,恐龙化石很难保存完整,大多数恐龙的骨头需要化石修理人员进行补配,再组装成一件完整的骨架。“那些缺失的骨头,都需要我们自己补。”丁今朝进一步解释,“师傅会指导我们,要根据生物结构左右对称的原则,将保存下来的一侧翻模后等比例复制,补配出缺失的一侧。”

此后的三年间,丁今朝不断在实践中磨炼着自己的技术。他曾先后参与国内多家博物馆等馆藏机构恐龙化石的修复、装架及模型制作;其间还为古脊椎所内多个课题组修复大量恐龙化石,其中最著名者如热河生物群中的意外北票龙、辽西鹦鹉嘴龙等。

解救“海怪”

在丁今朝的办公室里、标本库房周围,随处可见各种各样不同类型、不同保存状态的化石。这些,都是他最珍爱的宝贝。

自2000年起,丁今朝加入贵州课题组,主要从事云南、贵州三叠纪海生爬行动物化石的修理。“运用专业修理工具,把埋藏于坚硬石灰岩中的两亿多年前的‘海怪’们‘解救’出来,让它们重现天日。”这是丁今朝最热爱的事情。近二十年来,他先后修理出东方恐头龙、萨斯特鱼龙、混形黔鳄、李氏云贵龙、半甲齿龟、奇异滤齿龙等闻名于学界的珍贵标本,发表于国内外顶级学术期刊,成为了学术经典。而在众多标本中,半甲齿龟的修理过程留给他的印象最为深刻。

2007年5月,中科院古脊椎所研究员李淳交给丁今朝一件据称是“楯齿龙”的标本。“这件标本长约50厘米,当时几乎完全被包裹在围岩中,仅能观察到它若隐若现的大致轮廓。”依据经验,丁今朝看得出这标本的甲壳不是楯齿龙类常见的圆形结构,而且不甚规则,甲壳两边像有张开的对称的骨板。

“当时我推测,如果真是楯齿龙,这至少也是一个未知的新属种!”职业本能让丁今朝感到既紧张又兴奋。

出于对标本的珍视,手下的活儿自然就更加精细。丁今朝借助体式显微镜观察并用气动雕刻笔修理,把笔尖震动调到最小频率,“这样一点一点雕磨,确保不在标本上留下一丝磨损的印痕。”丁今朝回忆起当时修复的细节,由于标本表面凹凸不平,为了保险起见,他从化石埋藏较浅、容易暴露的地方入手。标本左前肢骨成了最先开始“动刀”的地方。

随着修理的慢慢推进,丁今朝发现这只生物的指骨关节和钩状“爪尖”与以前修过的几种楯齿龙相差甚远。难以按捺内心的激动,他立即将这一情况告诉课题组研究员李淳。

当李淳见到这件标本时,一时惊讶得说不出话来,他用右手食指在左手虎口来回划拉几下,好像在回忆什么,突然声音颤抖地说:“可能……应该是龟!”激动之情溢于言表。

虽然不是研究人员,但凭多年修理过各类标本的经验,丁今朝也立刻认识到,正如李淳所言,这件来自贵州关岭的化石,无疑是当时已知的时代最早、最原始的龟类。李淳告诉丁今朝,他从小学起就饲养过不少于10种现生龟类,在与这些爬行动物面对面接触与交流中,对它们的形态、生活习性甚至一举一动都了如指掌,以至于见到眼前的化石标本的那一刻,甚至都有“通感”。“原来他每次为大头平胸龟换水时,龟奋力挣扎,前爪在他虎口边缘划过的情形,让他难以忘记。”回忆当初,丁今朝的心中仍保有一丝激动,“标本上那个黑色钩状指节,与平胸龟的前爪末端指骨的形态何其相似!”

经过几个月漫长而紧张的修理,化石的其余部分陆续呈现:甲壳部分光滑而平坦,头骨只有成人拇指大小,并且上下颌有细如针尖的牙齿。研究人员初步鉴定后,确信这是一件史前的龟类化石,并且是腹面保存。这就是后来著名的半甲齿龟。

追求极致

随后,又有两件同类标本陆续交给丁今朝修理。

“其中一件是被化石爱好者们认为保存不好的古怪楯齿龙,其实也是腹面保存的半甲齿龟化石。因为进行过人为的修理和打磨,腹面的结构有所破坏。”丁今朝说,为了便于更细致、深入的研究,了解背部的形态结构特征,课题组决定对标本进行“三维立体式”修理,即去除所有围岩,只留下骨骼化石。

“这给我们带来不小的挑战。”丁今朝说,海相灰岩十分坚硬,且化石与围岩的质地和颜色十分接近,所以灰岩化石标本难以修理已是业内共识,这也成为国内外众多学术团队研究工作的制约性因素之一。这类化石在形成过程中受到极大的压力,以致骨骼几乎被压成扁平。若想进行立体修理,难度可想而知。

为求保险,丁今朝先将标本进行清理和加固,用湿棉纸将化石和围岩覆盖,使之与石膏底托隔离,再翻过来在显微镜下进行“外科手术”般精细的修理。

经过几个月的努力,龟甲表面的雕饰、骨片间的接缝、细小的血管和神经孔……这些化石的细部结构最终一一显露出来。“也得益于这样的修理,标本背部的结构一览无余。”可见当时龟类背部的甲壳才刚刚开始出现,而且背甲的雏形与肋骨和脊椎的特化有显著的关联。这为龟甲的起源提供了直接的证据。

另一件送来的标本是野外踏勘时老乡从山上拣回的“破鱼头”,丁今朝解释说,其实这就是半甲齿龟的几块零散的腹甲甲片和头后骨骼。而这件标本最终确定了半甲齿龟具体的产地和层位,同时还补充了前两件标本没有保存的一些特征。

2008年底,这三件不仅具有牙齿,而且背甲发育不完全的标本被研究人员命名为“半甲齿龟”——世界最原始的龟类化石。研究论文发表于英国《自然》杂志,引起学界极大的关注。甚至有评论将其学术价值和著名的“始祖鸟”相提并论。

此后,丁今朝一次次与远古生物“对话”,凭着对工作的热爱,以及常人难以想象的耐心,修复出多件学界著名的经典标本,标本所用于的科研论文发表于我国的《科学通报》《中国科学》《古脊椎动物学报》和《地质学报(英文版)》,以及英国《自然》、美国《科学》等众多重要学术期刊,涉及论文近30篇。

经历多年的沉淀,丁今朝为中科院古脊椎所标本中心带领出一个7人的优秀化石修理团队。2007年至今,他组织修理团队为浙江自然博物院、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、内蒙古博物院、河南地质博物馆和国家海洋博物馆等单位的馆藏标本进行修理和保护。团队修理的化石数量显著增加,古脊椎所借此可以对多家单位的藏品进行研究,同时也帮助各地博物馆获得了高质量的化石标本。

丁今朝还专门攻克石灰岩中脊椎动物化石修理的难题,逐渐摸索出一套针对不同岩性的、行之有效的修理方法。在工作之余,他将自己的化石修理经验和野外化石保护技术撰写成文,并陆续在专业期刊上发表。

2007年,他曾参与起草由科技部主持的《国家自然科技资源平台资源分类与编码——脊椎动物化石室内修理与保存技术规程》;2013年,参与起草由原国土资源部主持的《古生物化石产地调查技术要求——古脊椎动物化石采集技术规程》;近几年,他还获得“中国科学院技术能手”,被中科院古脊椎所聘为化石修理高级实验师……

“高质量的化石修理正是一切后续工作的基础。”每一件经自己双手修理的化石标本,丁今朝都要花费大量时间和心血。深度参与每一次科研项目,每一件珍贵的化石标本,都让他深刻体会到自己工作的价值所在,在与研究人员的交流过程中,他们对科学的严谨和认真,无形中也影响了丁今朝的职业态度,让他将精益求精、力争一流作为一生的职业追求。

参与半甲齿龟研究的加拿大国家自然博物馆博士吴肖春曾说,“没有精细的修理,再好的标本也无法做出响亮的文章!”在丁今朝看来,这也许就是对化石修理人员最好的褒奖和鼓励。




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