这本书,将颠覆你对古生物学的刻板印象
古生物学研究者艾尔莎·潘奇罗利(Elsa Panciroli)
导读:
艾尔莎·潘奇罗利丨撰文
古生物学家的工作大多是围绕着化石进行的,他们在本土或是异国寻找化石;在海岛和荒漠间开采化石;用纸笔或是电脑记录化石;用肉眼或射线深入了解化石,但更为重要的是,古生物学家已经意识到,他们通过化石得出的结论会纠正或者加深我们对于这个世界和人类自身的理解。
20世纪30年代,布鲁姆在约翰内斯堡附近的洞穴中发现了早期古人类化石,其中一个洞穴叫作斯瓦特克朗斯 (Swartkrans),现在是 “人类摇篮世界遗产地”的一部分, 在这里, 人们发现了过去几百万年中括匠人 ( Homo ergaster)、傍人 (Paranthropus) 和能人 (Homo habilis) 在内的猿类化石, 它们都属于包括现代人类在内的多毛的猿类分支。正是在这个遗址, 人们发现了一些古人类使用火和骨制工具的最早证据。通过这一发现以及其他许多化石发现,布鲁姆在科学探索人类起源的过程中发挥了关键作用。
如果一提起古生物学家,你脑海中仍然会浮现出《夺宝奇兵》男主印第安纳·琼斯(Indiana Jones)的形象,或者甚至是《老友记》中罗斯(Ross)的形象,那你就大错特错了。忘掉鞭子吧,真正的古生物学家随身携带的是笔记本电脑。他们可能需要一顶帽子以便进行为数不多的实地考察,但大多数人会把钱花在舒适的办公椅上,因为他们的大部分时间都会在电脑前度过。
编码是古生物学家技能包中的一个重要工具,借此他们能够收集大量信息并进行统计分析。古生物学家打代码就像我们大多数人打字发短信一样平常,取CT(计算机断层扫描)结果就像普通人取外卖咖啡一样平常。灭绝生物的科学研究正在发生根本性的转变。这也是我写这本书的部分原因。利用统计方法分析大数据以及常规的 CT 化石扫描开辟了全新的研究领域。我们的知识也因此突破了曾经为笔、纸和敏锐的双眼所限制的边界。
在布鲁姆作出重要发现的几十年后,现代的古生物学家通过同步X射线,使我们对化石材料的理解到达了另一个维度。
你很可能听过类似的耸人听闻的故事: 一些物理学家在瑞士地下建造了一座设施并用它来旋转粒子, 结果会不可避免地创造一个黑洞, 或者撕开空间进入另一个维度, 或者会终结时间本身乃至摧毁宇宙。欧洲同步辐射装置有点像这样的装置。人们用它来做很多事情: 从理解酶的结构,到找出为什么再冷冻的冰激凌尝起来特别糟糕的原因。它还提供了关于化石生物的前所未有的新数据,这彻底改变了古生物学的实践并能够揭示出我们哺乳动物的起源。
在同步加速器巨大的储存环内,电子以接近光速的速度快速移动着。在存储环周围有一系列的磁铁,它们会作用于电子以产生 X 射线。正是这些 X 射线可以用来扫描化石,“透视” 岩石以及骨骼本身,使我们能够前所未有地详细地阐明它们的结构。这项技术以及那些熟练使用它的人的过人之处在于: 第一, 通过解释交替的阴影,观察标本内部;第二, 人们会旋转物体来得到一系列这样的阴影。然后它们会交织在一起,通过数字技术从内到外重建整个物体的三维空间。
工作人员的手指在键盘上不停地移动,计算粒子束穿过我化石的路径,以及如何将投影组合在一起。最后,我们需要 10 个小时才能以 6 微米的分辨率扫描化石最重要的部分。一微米等于0. 000 006 米或千分之六毫米。换句话说,我的扫描结果的分辨率 (每一个像素) 是一个小细菌的大小。
本文摘编自《人类之前的野兽:哺乳动物起源和进化背后不为人知的故事》一书,鼓楼新悦出品,中国社会科学出版社2023年10月出版。
《人类之前的野兽》
2023年10月版
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