第二次青藏科考是第一次科考的延續(xù)和深入。生物的分布、形態(tài)等都與周圍的環(huán)境密切相關(guān)，因此古生物化石不但是生物演化的重要證據(jù)，也是認(rèn)識(shí)地質(zhì)時(shí)期環(huán)境與氣候變化的重要研究材料。

蘇濤?中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園研究員

青藏高原是世界屋脊、亞洲水塔，是地球第三極，是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障、戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備基地，也是中華民族特色文化的重要保護(hù)地。

青藏高原緣何成為生物多樣性演化中的重要樞紐？在考古與遺傳視角下，青藏高原人群有怎樣的起源與演化歷史？青藏高原隆升與植物多樣性演化有怎樣的關(guān)系……弄清這些問題，猶如攀登珠峰的步履，每一步都充滿艱辛。

不久前進(jìn)行的2023“巔峰使命”珠峰科考中，中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園研究員蘇濤以及中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員尚慶華等人，在喜馬拉雅極高海拔地區(qū)相繼有了重大發(fā)現(xiàn)。

加布拉化石點(diǎn)重露真容

卓奧友峰海拔8201米，是世界第六高峰，位于喜馬拉雅山脈中段，其五條山脊常年積雪，四周雪峰林立，層巒疊嶂，十分壯觀。

1973年，第一次青藏科考開始。中國(guó)科學(xué)院植物研究所的徐仁、孔昭宸等老一輩科學(xué)家，在卓奧友峰北坡一個(gè)叫加布拉的地方，曾報(bào)道西藏云杉的球果化石。當(dāng)時(shí)條件有限，沒有詳細(xì)記錄，也沒有后續(xù)調(diào)查研究，這個(gè)化石點(diǎn)成為古生物學(xué)界的一個(gè)謎。

加布拉化石點(diǎn)究竟在哪里？新時(shí)代的科學(xué)家能否接力前賢，有新的突破？

“第二次青藏科考是第一次科考的延續(xù)和深入。生物的分布、形態(tài)等都與周圍的環(huán)境密切相關(guān)，因此古生物化石不但是生物演化的重要證據(jù)，也是認(rèn)識(shí)地質(zhì)時(shí)期環(huán)境與氣候變化的重要研究材料?！碧K濤告訴科技日?qǐng)?bào)記者，珠峰地區(qū)具有海陸不同地質(zhì)時(shí)期的化石，是珠峰地區(qū)滄海桑田的關(guān)鍵證據(jù)。

5月的卓奧友峰下，寒風(fēng)凜冽，冰雪茫茫。長(zhǎng)期以來，冰川運(yùn)動(dòng)形成的冰磧物，改變著地表，增加了尋找化石點(diǎn)的難度。到達(dá)珠峰北坳的大冰壁附近時(shí)，蘇濤團(tuán)隊(duì)克服極度高寒和缺氧，采集到30余份極高海拔地區(qū)的珍貴樣品。在一處海拔5000米的河灘邊的陡峭懸崖上，隊(duì)員們不停地“掃描”著每一寸灰土、每一塊巖石。隨著搜索面積擴(kuò)大，柏科、莎草科、水生植物等化石陸陸續(xù)續(xù)露出來。

“這個(gè)地層其實(shí)是在水下形成的，可能是三疊紀(jì)時(shí)期的一個(gè)湖泊。湖泊里面的泥沙都非常細(xì)膩，所以可以把柏樹的枝條甚至是一些動(dòng)物的精細(xì)結(jié)構(gòu)都保存下來?！敝袊?guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所副研究員王維分析說。經(jīng)過兩個(gè)多小時(shí)的搜尋，隊(duì)員張鵬杰一錘敲下，一對(duì)精美的魚鰭化石出現(xiàn)在科考隊(duì)員眼前，無疑是發(fā)現(xiàn)云杉針葉之后的又一個(gè)重大驚喜——這或是這個(gè)地層里的第一件脊椎動(dòng)物化石。

“第一次青藏科考的前輩曾發(fā)現(xiàn)了不少植物化石，比如云杉的球果，我們?cè)谶@里雖然沒有找到球果，但是找到了云杉的針葉，還有其他植物化石。”蘇濤說，歷經(jīng)50年，卓奧友峰北坡的加布拉化石點(diǎn)重露真容?？瓶缄?duì)員希望通過采集的巖石樣品中的鋯石，并結(jié)合化石證據(jù)測(cè)定加布拉化石點(diǎn)的絕對(duì)地質(zhì)年代，進(jìn)一步深入研究。

“復(fù)原”青藏高原隆升歷史

孢粉學(xué)是以植物的孢子和花粉為主要研究對(duì)象的一門學(xué)科。沉積地層中豐富的孢粉，可為古生物學(xué)家和考古學(xué)家提供氣候、植被等方面的最直觀、準(zhǔn)確的信息。

在2023“巔峰使命”珠峰科考實(shí)施之初，蘇濤等人經(jīng)過一周的高原適應(yīng)性訓(xùn)練后，從海拔5200米的珠峰大本營(yíng)出發(fā)，沿著東絨布冰川徒步向上攀登至海拔6500米。為節(jié)省體力，他們先攀爬到位于海拔6500米的最高采樣點(diǎn)，在下山過程中，按照每隔100米為一個(gè)海拔梯度進(jìn)行表土及冰雪樣品的孢粉采集。

從2011年第一次踏足青藏高原起，12年間，蘇濤踏上這里的土地多達(dá)30次，在海拔4500米以上的地區(qū)野外工作時(shí)間累計(jì)超過350天。近年來，蘇濤團(tuán)隊(duì)的系列研究多次入選中國(guó)古生物學(xué)年度十大進(jìn)展。

“孢子主要是一些蕨類、苔蘚、真菌等結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的生物的繁殖器官；花粉則來自裸子植物和被子植物，它們都非常小，但可以從中揭秘植被面貌以及古氣候和古海拔等信息。”蘇濤說，通過孢粉研究，可以揭示普遍的生態(tài)規(guī)律，從而推測(cè)過去的生態(tài)特征。

隊(duì)員們認(rèn)真采集封存的樣本，帶回去后可在光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡下，顯露多姿多彩的形態(tài)，為物種鑒定提供依據(jù)。研究人員從而確定這些不同海拔的孢粉組合特征。

5月3日至17日，蘇濤和科考隊(duì)員在海拔約4600米的佩枯措第四紀(jì)地層開展系統(tǒng)性考察，采集到孢粉和測(cè)年樣品共計(jì)50余份，并在卓奧友峰海拔5000—5200米的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了保存完好的新近紀(jì)沉積地層，采集到植物大化石100余份，孢粉及地化樣品200余份。

結(jié)合此前已經(jīng)采集到的2700多個(gè)點(diǎn)位的青藏高原現(xiàn)代表土孢粉樣品，他們希望組建起青藏高原現(xiàn)代表土孢粉數(shù)據(jù)庫(kù)，通過探討極高海拔地區(qū)孢粉傳播與擴(kuò)散過程等模式，進(jìn)一步從古生物學(xué)角度恢復(fù)青藏高原的隆升歷史。

魚龍化石見證滄海劇變

在2023“巔峰使命”科考中，另一大驚喜來自中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所青藏科考隊(duì)發(fā)現(xiàn)的喜馬拉雅魚龍化石。

魚龍類有的長(zhǎng)達(dá)十余米，是地球歷史上最早出現(xiàn)的具有超大體型的脊椎動(dòng)物，目前人們對(duì)其知之甚少。

“了解這種晚三疊世諾利期的大型魚龍的形態(tài)特征，推測(cè)其生活習(xí)性，如食性、游泳能力等，可以復(fù)原當(dāng)時(shí)海洋生產(chǎn)力水平，了解地質(zhì)時(shí)期大型海洋生物生活與環(huán)境的關(guān)系及其協(xié)同進(jìn)化。”尚慶華說，喜馬拉雅魚龍還是目前已知的最兇猛的超大型海洋生物之一，極具“明星光環(huán)”。

20世紀(jì)60年代，古生物學(xué)家曾在喜馬拉雅區(qū)域發(fā)現(xiàn)了分散保存的魚龍的局部骨骼，記述比較籠統(tǒng)，沒有具體經(jīng)緯度，地名也有變動(dòng)，所以科考隊(duì)員無法確定其具體是產(chǎn)于曲龍共巴組的哪一個(gè)層位，只能根據(jù)資料來推測(cè)化石點(diǎn)的大致區(qū)域。

“能再次發(fā)現(xiàn)喜馬拉雅魚龍，是每個(gè)到青藏高原科考的古脊椎所人的夢(mèng)想吧！大家交流并匯總各自的發(fā)現(xiàn)和經(jīng)驗(yàn)，直達(dá)目標(biāo)層，在目標(biāo)層上下分散開，逐層搜索。”尚慶華說，今年初，他們先在聶拉木地區(qū)開展工作，后來轉(zhuǎn)到定日地區(qū)。在定日南部剖面上的第一塊魚龍骨頭，是隊(duì)員李強(qiáng)發(fā)現(xiàn)的，隊(duì)員吳飛翔在上部層位也有了發(fā)現(xiàn)，她自己隨后在更上部也發(fā)現(xiàn)了魚龍骨頭。

“這次能夠發(fā)現(xiàn)魚龍化石，不是說我們運(yùn)氣好，而是前期多次野外踏勘工作的積累，以及多個(gè)方向的研究力量聯(lián)合起來才獲得了最終突破?！敝袊?guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所所長(zhǎng)、研究員鄧濤說，在第二次青藏科考的支持下，從2019年起，古脊椎所每年都有不同研究方向的分隊(duì)到這里科考。

這次科考隊(duì)員至少在曲龍共巴組中、上部的三個(gè)層位上發(fā)現(xiàn)了骨骼碎片，三個(gè)層位代表三個(gè)不同的時(shí)間段?！八鼈兛隙▽儆诓煌膫€(gè)體。雖然都是碎的骨頭，但一些可以識(shí)別出的肋骨和椎體的特征表明，它們無疑屬于大型的魚龍。目前我們暫時(shí)將其歸入喜馬拉雅魚龍屬?！鄙袘c華說。

接下來，科考隊(duì)員們將確定這些骨骼材料的類型，準(zhǔn)備做切片，開展骨組織學(xué)等后續(xù)研究，解釋魚龍的生長(zhǎng)過程、年齡。

“與魚龍化石相伴生的大量菊石、雙殼等化石，也為了解三疊紀(jì)古海洋生態(tài)系統(tǒng)提供了更多的信息?！鄙袘c華說。此外，在剖面上系統(tǒng)采集的巖石樣品，將用于開展沉積學(xué)和地球化學(xué)分析，以了解更多的特提斯喜馬拉雅古海洋環(huán)境信息。