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院士风采
舒德干:破解达尔文世纪难题

  “最好的研究要由中国人来做,新的学术思想应该由中国人提出。” 
  

——舒德干

  本报记者 张梅 通讯员 李琛 
  “我是谁,我从哪里来?”
  为了寻找这一问题的答案,人类展开了对生命的各种探索。其中,达尔文以《物种起源》和《人类由来》两部巨著改变了全人类的自然观和世界观,同时也留给后人一些重大难题。
  追寻达尔文的足迹,中国科学院院士舒德干和他的早期生命研究团队,不断攀登科学高峰,用一项项科研成果,逐渐逼近答案。
  破解世界“悬案”
  “寒武纪大爆发”被称为进化生物学的一大悬案,是当代自然科学十大难题之一。大约5.4亿年以前,在地质年代上是寒武纪的开始,绝大多数现生动物门类仅在地球生命历史1%的时间内突然“爆发性”出现。这让坚持渐变论的达尔文困惑不已,也让进化生物学家伤透脑筋,甚至神创论者借此抨击进化论。
  1991年以来,在舒德干带领下,西北大学早期生命研究团队集中力量围绕这一世界科学前沿问题开展了持续研究,先后在云南澄江生物群、陕南宽川铺生物群找到了一系列真实可靠的世界级化石珍品。
  团队发现的“基础动物亚界”的春光虫,“原口动物亚界”的仙人掌滇虫,“后口动物亚界”的古虫动物门(首创肛门和鳃裂)、始祖棘皮动物古囊动物、云南虫类、低等脊索动物华夏鳗(首创肛后尾)、长江海鞘、原始脊椎动物昆明鱼类(首创头脑、眼睛、脊椎)、皱囊虫(首创口)等都是动物高阶元演化的过渡类群的可靠代表。这些重要科学发现揭示了动物三大亚界关键门类的起源和演化关系,实证了前寒武纪与寒武纪之间动物演化的连续性,进而首次构建了完整的早期动物树框架图。
  舒德干介绍,这是在达尔文提出地球生命呈万物共祖的“树形演化”猜想后,首次有人勾勒出动物门类起源爆发时,基础动物、原口动物、后口动物三大枝系演化“大树”的基本轮廓。“面对在动物树源头时段人类基本器官逐步演化成型的序列证据,达尔文如果在天有灵,一定含笑九泉。”舒德干说。
  在实证研究的同时,舒德干团队还大胆进行理论创新,提出了“三幕式寒武纪大爆发”新假说。新假说揭示了动物界在4000万年的时间里,从双胚层到三胚层,再到口肛倒转、新陈代谢系统不断升级的演化过程,反映了寒武纪大爆发过程的连续性和阶段性,揭示了令达尔文倍感困惑的寒武纪大爆发事件的本质内涵。
  这些成果,逐渐清晰地勾勒出寒武纪生命大爆发时的生命动态景观。
  与远古“对话”
  在寻找人类祖先探寻生物演化的过程中,科学家们借助现代科学技术手段,与早期生命进行“远古对话”。这是舒德干团队开展研究的一个缩影——
  天刚亮,韩健再次背上他的化石采集工具,来到了他熟悉的“战场”——位于陕南地区的“宽川铺生物群”。这里是寒武纪最早期一个以微体动物和植物化石为特色的生物群。韩健已将研究目光投向这里10年之久。
  每次出野外,研究组会将采集到的化石带回位于西北大学科研楼的实验室逐个分析研究。在酸蚀法、显微电镜、显微CT等技术手段的帮助下,他们得以与5亿多年前的生命体开展一场场“远古对话”。正是通过无数次的无声对话,韩健等人发现了最古老的人类远祖:冠状皱囊动物。这种成体仅1毫米的微型动物,被认为代表着显生宙最早期的微型人类远祖至亲。
  2017年2月9日,Nature杂志以封面亮点论文的形式刊发了这一重要成果,并评价该研究“为人类远古起源研究的‘重大悬案’找到了实证”。
  这篇论文,是舒德干团队20多年以来,在国际顶尖学术期刊Nature、Science上发表的第13篇研究论文。通过不懈努力,团队在古生物学研究领域已经位居全球第一梯队,在基础科学的研究中取得了世界一流的成果,留下了中国人的名字。在谈到为研究对象命名时,舒德干说:“我们之所以为发现的古老生物以‘华夏鳗’‘昆明鱼’‘海口鱼’‘长江海鞘’等字眼命名,就是为了纪念发现它们的地方,记载中国在科学史上的重要贡献。中国需要更多人来为这块碑培土,为我们这样一个伟大的、曾经创造过无数优秀文明的国度增添更多荣誉。”
  团队精神的感召
  西北大学早期生命研究有着悠久的历史。
  早在上世纪四十年代,著名古生物学家杨钟健院士,霍世诚、陈润业、翦万筹、邱树玉教授等就为组建古生物学与地层学学科作出重大贡献。1995年,在舒德干的组织协调下,西北大学早期生命研究所成立。目前,研究团队中的中青年骨干华洪、张兴亮、韩健、张志飞、刘建妮等均为西北大学自主培养。团队目前在职的6名主要研究人员,年龄从70岁到38岁,全部具有博士学位以及在海外留学和国际合作研究、主持国家级基础研究课题的经历。
  中科院院士翟明国评价团队:“有信念、有坚持。有信念,就是有科学理念和问题导向。他们以生命演化为核心,以生物进化链条(生物树)为关键,发现问题和解决问题;有坚持,就是潜心研究,不见异思迁。”
  在地处西北的省属高校作研究,不仅要坐得住冷板凳,还要耐得住清贫,顶得住压力。舒德干介绍,18年前,给Nature投稿的“昆明鱼”“海口鱼”“云南虫”等照片,是他们在地质系男厕所的“自建暗室”里冲洗出来的。即便是这样的条件,面对国外科研院所邀约,舒德干和他的团队不为所动。“最好的研究要由中国人来做,新的学术思想应该由中国人提出。”舒德干表示。
  “要尽快把年轻人带起来、推上去,引导文化基因代代相传。学术传承高于个人得失,团队带头人要为年轻人创造最大的发展空间,让年轻人拥有独立的研究方向,并对前途充满信心。”舒德干是这么说的,更是这么做的。正是在舒德干从入门到成才、从为学到为人的教导引领下,团队内部的共享交流十分顺畅,团队整体资源优势得到充分发挥,“学术之树”得以茁壮成长,枝繁叶茂。

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