热河生物群隐藏的生命演化密码

 
今年是辽西热河生物群化石宝库发现100周年——  
热河生物群隐藏的生命演化密码  
 

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周忠和，中国科学院院士，进化生物学及古鸟类学家，曾任中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长，长期从事中生代鸟类与热河生物群的研究，提出了热河生物群是若干生物进化摇篮的假说，找到了一系列支持鸟类恐龙起源学说和鸟类飞行树栖起源假说的新证据，发现并命名了若干中生代鸟类化石，通过深入研究早期鸟类的系统演化，丰富了人们对早期鸟类的认识。他是我国最早从事辽宁早期鸟类化石研究的学者之一，有关成果多次入选美国《发现》杂志年度百项科学新闻、《时代周刊》年度世界十大科技发现、中国基础科学研究十大成果、中国十大科技进展新闻。

从1923年开始，在我国辽宁省西部，一个巨大的化石宝库——“热河生物群”震惊世人。这里发现了最古老的开花植物，被誉为“中华第一朵花”；这里还发现了“世界第一枚鸟类胚胎”；这里的化石还告诉我们，我们耳朵里负责传导声音的两块重要的小骨头，最早竟然是咀嚼器官的一部分……

热河生物群处于距今1亿多年的白垩纪早期，分为热河动物群和热河植物群两部分，这里的化石遗存几乎囊括了中生代向新生代过渡的所有生物门类，反映了地球中生代生物更替的关键过程，也是新生代生态体系的摇篮。今年是热河生物群发现与研究100周年，跨越1个世纪的光阴，科学家通过热河生物群出土的一块块来自远古的生物化石，揭开了一个又一个物种进化的秘密。与研究人类历史和文化的考古学不同，古生物学研究的是更为久远的动物与植物演化历史，揭开了地球生物进化的秘密，使我们更好地理解，在人类出现之前，大自然生物资源的积累过程与物种多样性的形成原因。虽然已经过去了100年，但是，对热河生物群的研究依然是当今全球古生物学界的热点与前沿。

那么，热河生物群最早是如何被发现的？它为我们揭开了哪些生命起源与演化的秘密？

热河生物群——一个化石宝库

什么是热河生物群？它是大概1亿多年前生活在中国大地上的一个古老生物群。因为这个生物群保存了许多非常精美的化石，为研究地球历史上许多类群的起源演化提供了一些非常重要的信息，所以我们把它称之为一个化石宝库。

理解现代陆地生态系统的窗口。在热河生物群时期，陆地生态系统和今天的生态系统之间还是存在很大差别的。热河生物群，是理解现代陆地生态系统雏形出现的一个重要窗口。为什么这么说？热河生物群发现的动物里面，很多和现代我们看到的动物大的类群都是一样的，比如说真骨鱼类、哺乳类、两栖类、爬行类，还有昆虫、裸子植物、被子植物，热河生物群都有很好的代表。

热河生物群的每一块化石都有一个故事，每一块化石都有它特殊的科学意义。热河生物群横空出世之后，就不断产生重要发现，给研究地球的生命演化带来全新的认识。热河生物群发现与研究100年以来，其化石研究硕果累累，衍生出的科学问题令世人瞩目。这样一个世界级化石宝库是如何被发现的？

这是一个由鱼类化石所引发的故事。据说康熙皇帝在他的一本书里面记述了在辽宁西部发现鱼类化石，并且让人把它制作成一种观砚；而乾隆皇帝据说也是在他的巡游之中经常会遇见鱼的化石，而且还写了一首诗：“是地昔必潦水滋，水退鱼存僵淤泥。岁久土变石理宜，试看易剖片片披。”实际上鱼类化石在辽宁西部地区，老百姓应当很早就见识了，因为鱼类化石非常常见。我去过一些地区，比如有些小山包，它的名字就叫鱼石梁，那显然就说明老百姓很早就知道这上面出现了很多鱼化石。

1920年经蔡元培和丁文江邀请，一位叫葛利普的科学家到北京大学担任教授，他培养了中国第一代的地质学家，据说有20多位院士出自他的门下。葛利普确立了“热河动物群”的概念，但实际上同一套地层里面，除了动物化石还有植物化石。1962年，中国科学院南京地质古生物研究所的古生物学家顾知微院士，在热河动物群的基础之上又命名了“热河生物群”，热河生物群包括了热河动物群和热河植物群。