小学科 大作为丨重点实验室巡礼

 
 
小学科 大作为丨重点实验室巡礼  
——走进现代古生物学和地层学国家重点实验室  

■本报记者 沈春蕾

位于南京玄武湖畔的中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称南京古生物所）是国际三大古生物研究中心之一，依托其成立的现代古生物学和地层学国家重点实验室虽然年仅20岁，但已成为本学科领域在国际上具有重要影响力、在国内具有强大吸引力的专业研究基地。

“我们做古生物研究没有国内第一的说法，要做就要力争国际一流和国际领先。”作为现代古生物学和地层学国家重点实验室的一员，南京古生物所所长詹仁斌告诉《中国科学报》，“这是中科院院士戎嘉余常挂在嘴边的一句话，因为我国的化石材料在国际上是独一无二的，我们研究这些材料，必然要有国际视野，研究成果也必须要为全球性科学问题作出独特贡献。”

近年来，随着新技术的兴起，在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院等部门的大力支持下，现代古生物学和地层学国家重点实验室已经搭建起国际一流的科研技术平台，将前沿技术应用到古生物学和地层学的研究中，取得了一系列具有重大国际影响的科研成果。

我国“金钉子”研究后来居上

2018年6月，我国确立的第11颗“金钉子”被“钉”在了贵州剑河。在这11枚“金钉子”中，来自现代古生物学和地层学国家重点实验室的“金钉子”研究团队主持确立了7枚，参与确立了2枚，在国内外同类研究机构和研究团队中独一无二，遥遥领先。

地层“金钉子”比字面上用金子做的钉子要珍贵得多。国际年代地层表是研究地球历史、探索生命演化统一的时间标尺，然而国际年代标准如何确定，就需要全球年代地层单位界线层型剖面和点位（GSSP）——俗称“金钉子”来界定。作为特定时间段和时间点的全球标准，“金钉子”的确立代表了一个国家地学研究的综合实力，各国学者都希望尽可能多地在自己的国家确立这样的国际标准，因此，“金钉子”的确立也存在着激烈的国际竞争。

我国的第一个“金钉子”是奥陶系达瑞威尔阶的底界，于1997年确立在浙江省西部的常山县黄泥塘剖面，是由实验室研究员陈旭带领国际研究团队完成的。2003年，陈旭当选为中国科学院院士。

现代古生物学和地层学国家重点实验室常务副主任张元动是我国第一枚“金钉子”的主要完成人之一。他回忆道，第一枚“金钉子”的创建工作是从1990年开始的。

这一年，在导师陈旭的指导下，张元动开始在浙江和江西交界的“三山地区”（江山—常山—玉山）搜集博士论文需要的笔石化石材料，主要针对奥陶系中部的一段地层。奥陶系形成于距今4.88亿~4.44亿年前，是地球海洋生命系统形成以来海洋生物开始急剧多样化的关键时期。全球奥陶系的“金钉子”研究工作虽然从20世纪70年代已经开始，但因面临诸多棘手难题而进展缓慢。

为了解决不同剖面间化石物种的保存差异问题，张元动选择了当时还非常陌生的计算机图形对比方法，并对这一方法进行了改进。“该方法在国外主要用于油气勘探领域，在国内还鲜为人知，通过这一方法我们最终成功解决了‘金钉子’界线所要求的高精度划分对比问题。”张元动说，“此后，这一方法不断被用到其它‘金钉子’和全球性地质事件的研究中。”

他感叹道，尽管第一枚“金钉子”的建立过程困难重重，但老一辈科学家的智慧和勇气，以及对科学的执着追求，往往能峰回路转，迎来突破。

此后，实验室研究员金玉玕、陈旭和时任国际地层委员会副主席彭善池等领导的以中国科学家为主的国际工作组，分别为二叠系、奥陶系和寒武系又建立了6枚“金钉子”，使实验室在国际地层学领域的总体优势越来越明显。

2011年7月，位于浙江江山碓边附近的寒武系江山阶“金钉子”确立，成为在我国确立的第十枚“金钉子”，也使我国一跃成为目前世界上拥有“金钉子”最多的国家。

“金钉子”的确立和审批是个严谨且漫长的过程。我国加入全球“金钉子”研究比国际同行晚了近20年。现代古生物学和地层学国家重点实验室“金钉子”研究团队通过努力，不仅在短时间内实现了赶超，还确立了我国在国际地层学领域的引领地位。

化石是生物演化的最好见证者

随着多个“金钉子”在我国先后确立，现代古生物学和地层学国家重点实验室也在国际地层古生物学领域获得越来越大的话语权。