12月23日，中關(guān)村圖書大廈石探記博物科學(xué)館，展出琥珀內(nèi)發(fā)現(xiàn)的新物種——齒胸波眼甲。記者 陶冉 攝
協(xié)助導(dǎo)師打磨了許許多多琥珀后，去年初的一天，當(dāng)時(shí)年僅14歲的宋丞峻發(fā)覺，有一塊琥珀有些特別。經(jīng)過一年多研究，今年12月21日，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)宣布在琥珀中發(fā)現(xiàn)了一種恐龍時(shí)代的昆蟲新物種——齒胸波眼甲(Notocupes denticollis)。
這是一種極其原始且稀有的甲蟲，來(lái)自距今約9900萬(wàn)年前的緬甸。據(jù)專家介紹，全世界現(xiàn)存的眼甲僅有6種，此次發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)今眼甲科的分類、了解甲蟲的演化過程和進(jìn)化方向提供了新證據(jù)。
該研究由北京林業(yè)大學(xué)本科生姜卓寅、李英鴿，史宏亮博士，北京探月學(xué)院高中生宋丞峻，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究人員兼石探記博物科學(xué)館發(fā)起人劉曄、陳睿博士，以及中國(guó)世紀(jì)琥珀博物館館長(zhǎng)孔繁利共同開展，論文發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《白堊紀(jì)研究》上。
發(fā)現(xiàn)近億年前的甲蟲“祖先”
這次發(fā)現(xiàn)，源于宋丞峻的一次“執(zhí)著”。
宋丞峻的指導(dǎo)老師之一劉曄介紹，宋丞峻初一時(shí)就跟隨石探記科學(xué)家團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)動(dòng)植物知識(shí)。隨著知識(shí)儲(chǔ)備和實(shí)踐能力的提升，他開始在老師的帶領(lǐng)下，參與野外科學(xué)考察活動(dòng)及部分課題研究工作。
此前，劉曄去緬甸科考時(shí)收集到數(shù)千枚琥珀標(biāo)本，但原礦石很粗糙、看不清內(nèi)部，宋丞峻就擔(dān)任起了小助手，幫助老師打磨琥珀。
“去年初的一天，小宋拿著一塊琥珀來(lái)找我們，說(shuō)打磨后看到一個(gè)蟲子感覺挺奇怪。當(dāng)時(shí)蟲子的位置仍然比較深，不是特別清楚。我一開始也沒細(xì)看，出于經(jīng)驗(yàn)以為就是常見的普通蟲子。”劉曄回憶，聽到老師的反饋后，宋丞峻并未放棄，又把琥珀帶回去繼續(xù)打磨，到蟲子與琥珀邊緣較貼近時(shí)再拿來(lái)一看，“是個(gè)好東西”。
經(jīng)過科研人員探討、查閱資料比對(duì)，最終鑒定，這只蟲子是原始甲蟲眼甲中的一個(gè)新物種。又通過檢測(cè)琥珀所處年代，確定了這是生活在近一億年前、白堊紀(jì)時(shí)期的甲蟲“祖先”。
在隨后的研究成果發(fā)表過程中，論文主框架和學(xué)術(shù)寫作由團(tuán)隊(duì)老師完成，宋丞峻也參與其中，承擔(dān)了手繪圖復(fù)原圖、物種特征描述等工作。
“如果不是這孩子的堅(jiān)持，就不會(huì)有這個(gè)重大發(fā)現(xiàn)。”劉曄說(shuō)。
另一位導(dǎo)師陳睿表示，由于前期大量的科學(xué)訓(xùn)練，宋丞峻對(duì)辨別昆蟲種類已有一定積累，才能“慧眼識(shí)珠”。
標(biāo)本保存完好 為甲蟲演化提供了重要證據(jù)
齒胸波眼甲的胸部有一排鋸齒狀結(jié)構(gòu)，因此得名“齒胸”，波眼甲則是指眼甲科中的波眼甲屬。劉曄介紹，眼甲是一種特別古老的甲蟲，最早出現(xiàn)在三疊紀(jì)。截至目前，整個(gè)甲蟲類記錄有幾十萬(wàn)種，而現(xiàn)存的眼甲僅有6種，“所以它極其珍貴”。
這件標(biāo)本除了保存完好、通透度高，還有一個(gè)額外優(yōu)勢(shì)——在顯微鏡下可以清晰看到，蟲體鞘翅末端有蟲子瀕死時(shí)擠壓出的雄性外生殖器。
團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，該新物種的雄性外生殖器與現(xiàn)生眼甲科小眼甲屬(Omma)的相似，但和另一個(gè)現(xiàn)生的屬四瘤長(zhǎng)扁甲屬(Tetraphalerus)的雄性外生殖器有很大不同，這些為新物種的鑒定和親緣關(guān)系解讀起到了作用。
波眼甲的翅膀也非常特殊。“一般甲蟲翅膀都是又硬又光滑，像個(gè)裝甲殼一樣，但波眼甲的翅膀是網(wǎng)格狀的，像蜻蜓的翅膀。”劉曄說(shuō)，此前科學(xué)家研究認(rèn)為，這是由其他有翅脈昆蟲進(jìn)化而來(lái)的一個(gè)遺留結(jié)構(gòu)，這次發(fā)現(xiàn)的物種，正好保留了由原始翅脈昆蟲進(jìn)化到甲蟲中間的一個(gè)過渡形態(tài)。
“而被包裹在琥珀也就是樹脂里，說(shuō)明它比較喜歡在樹上活動(dòng)，而且有一些腐爛木頭是在原始森林里，這就很好地反映了它的生活習(xí)性，并能推測(cè)出當(dāng)時(shí)它所處的生態(tài)環(huán)境。”劉曄進(jìn)一步解釋。
此外，通過和現(xiàn)存的眼甲形態(tài)進(jìn)行比對(duì)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這種眼甲的翅脈結(jié)構(gòu)沒有太大變化，但形態(tài)上更小，形狀上更寬。因此，人們可以根據(jù)這個(gè)過渡形態(tài)了解甲蟲的進(jìn)化方向。此次研究為人類了解甲蟲的演化過程，提供了重要的新證據(jù)。
陳睿告訴記者，目前全世界已經(jīng)滅絕的生物大多數(shù)都還未被發(fā)現(xiàn)，隨著越來(lái)越多古生物的發(fā)現(xiàn)，會(huì)給地球上的生命演化提供很多重要的證據(jù)，“甚至?xí)嵏踩祟悓?duì)整個(gè)生物演化過程的認(rèn)知”。
“讓越來(lái)越多的孩子參與科研”
這枚琥珀如今存放在北京中關(guān)村圖書大廈四樓的石探記博物科學(xué)館中，作為常設(shè)展品對(duì)公眾免費(fèi)展出。
記者探訪發(fā)現(xiàn)，這個(gè)開在書店里的小型博物館中，陳列著全世界首次發(fā)現(xiàn)的蝦類琥珀、包裹著恐龍羽毛的琥珀等珍貴科研標(biāo)本，展示“地球五億多年的生命變遷”。
這一空間的籌建者正是此次新物種發(fā)現(xiàn)的幕后力量——成立于2015年的石探記科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，由中國(guó)科學(xué)院、北京大學(xué)、南開大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)等高校和科研院所的幾十位科研人員組成。
工作人員介紹，團(tuán)隊(duì)日常會(huì)面向5-15歲的青少年，根據(jù)不同年齡和學(xué)習(xí)能力開展一系列科學(xué)課程和科普活動(dòng)，包括每周至少一次的室內(nèi)課程，和昆蟲飼養(yǎng)觀察記錄、化石修復(fù)等各類科學(xué)小實(shí)驗(yàn)、DIY活動(dòng)，此外還有野外夏令營(yíng)和短期游學(xué)等。
這間博物館今年11月開放，除了琥珀化石展區(qū)外，還有一片活體動(dòng)物展示區(qū)，展示的都是導(dǎo)師飼養(yǎng)的具有代表性的常見物種，包括昆蟲類、兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物。團(tuán)隊(duì)會(huì)搭建一些便于觀察的小裝置，比如用透明的盒子和沙子搭建人造蟻窩，讓孩子們觀察螞蟻怎么在其中挖洞、分工合作。
談到成立石探記的初衷，劉曄表示，一個(gè)合格的科研工作者從培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)到思維模式需要很長(zhǎng)時(shí)間，除非有特別大的興趣和努力，否則很難成才，“所以我們希望從孩子開始培養(yǎng)，從形成興趣和思維模式到系統(tǒng)學(xué)習(xí)，最終擁有獨(dú)立科研能力。”
此次新物種的發(fā)現(xiàn)和研究由高中生、大學(xué)生和專業(yè)科研人員共同完成，讓陳睿覺得“非常難得”，“很多孩子都有一個(gè)成為科學(xué)家的夢(mèng)想，我們也希望通過這個(gè)契機(jī)，讓越來(lái)越多的孩子參與到科學(xué)研究中”。
■ 講述
“未來(lái)科學(xué)家”養(yǎng)成記
在此次新物種發(fā)現(xiàn)中扮演重要角色的宋丞峻，今年15歲，剛上高一。他的母親許女士告訴記者，宋丞峻幼年起就表現(xiàn)出對(duì)昆蟲特有的興趣，小時(shí)候最愛去的地方就是花園、草叢甚至樹叢，希望長(zhǎng)大成為昆蟲學(xué)家。
平時(shí)，宋丞峻也喜歡看昆蟲相關(guān)的書籍，或通過網(wǎng)上公開課等資源學(xué)習(xí)。節(jié)假日，一家人經(jīng)常會(huì)走進(jìn)大自然觀察昆蟲。冬天的北京蟲跡罕至，家長(zhǎng)就帶著宋丞峻去科技館聽《中科大講堂》的自然科普類公益講座、看看Discovery或BBC出品的紀(jì)錄片。“正是因?yàn)樵诳萍拣^的講座上結(jié)識(shí)了劉曄老師，小宋才有了跟著專業(yè)的老師們學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。”許女士說(shuō)。
宋丞峻目前就讀的探月學(xué)院是一所創(chuàng)新高中，除了常規(guī)學(xué)科學(xué)習(xí)，也有跨學(xué)科的項(xiàng)目制學(xué)習(xí)。許女士介紹，由于在昆蟲學(xué)方面的知識(shí)積累，本學(xué)期的項(xiàng)目制學(xué)習(xí)，宋丞峻選了和減少塑料垃圾相關(guān)的主題，研究方向聚焦在“如何利用昆蟲體內(nèi)特殊菌群做塑料垃圾處理”的相關(guān)問題上，目前正在探討中。
“這次能有這樣的研究成果發(fā)布，小宋作為琥珀的發(fā)現(xiàn)者是幸運(yùn)的。同時(shí)他覺得無(wú)論在專業(yè)知識(shí)方面、還是項(xiàng)目研究上都需要繼續(xù)學(xué)習(xí)，我們也希望孩子能跟著老師踏實(shí)學(xué)好基礎(chǔ)知識(shí)。”許女士告訴記者，宋丞峻希望未來(lái)能從事昆蟲研究相關(guān)工作。
記者 周依
