從化石中窺見青藏高原劇變史

　　第二次青藏科考是第一次科考的延續和深入。生物的分布、形態等都與(yu) 周圍的環境密切相關(guan) ，因此古生物化石不但是生物演化的重要證據，也是認識地質時期環境與(yu) 氣候變化的重要研究材料。

　　蘇濤 中國科學院西雙版納熱帶植物園研究員

　　青藏高原是世界屋脊、亞(ya) 洲水塔，是地球第三極，是我國重要的生態安全屏障、戰略資源儲(chu) 備基地，也是中華民族特色文化的重要保護地。

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

　　不久前進行的2023“巔峰使命”珠峰科考中，中國科學院西雙版納熱帶植物園研究員蘇濤以及中國科學院古脊椎動物與(yu) 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相繼有了重大發現。

　　加布拉化石點重露真容

　　卓奧友峰海拔8201米，是世界第六高峰，位於(yu) 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。中國科學院植物研究所的徐仁、孔昭宸等老一輩科學家，在卓奧友峰北坡一個(ge) 叫加布拉的地方，曾報道西藏雲(yun) 杉的球果化石。當時條件有限，沒有詳細記錄，也沒有後續調查研究，這個(ge) 化石點成為(wei) 古生物學界的一個(ge) 謎。

　　加布拉化石點究竟在哪裏？新時代的科學家能否接力前賢，有新的突破？

　　“第二次青藏科考是第一次科考的延續和深入。生物的分布、形態等都與(yu) 周圍的環境密切相關(guan) ，因此古生物化石不但是生物演化的重要證據，也是認識地質時期環境與(yu) 氣候變化的重要研究材料。”蘇濤告訴科技日報記者，珠峰地區具有海陸不同地質時期的化石，是珠峰地區滄海桑田的關(guan) 鍵證據。

　　5月的卓奧友峰下，寒風凜冽，冰雪茫茫。長期以來，冰川運動形成的冰磧物，改變著地表，增加了尋找化石點的難度。到達珠峰北坳的大冰壁附近時，蘇濤團隊克服極度高寒和缺氧，采集到30餘(yu) 份極高海拔地區的珍貴樣品。在一處海拔5000米的河灘邊的陡峭懸崖上，隊員們(men) 不停地“掃描”著每一寸灰土、每一塊岩石。隨著搜索麵積擴大，柏科、莎草科、水生植物等化石陸陸續續露出來。

　　“這個(ge) 地層其實是在水下形成的，可能是三疊紀時期的一個(ge) 湖泊。湖泊裏麵的泥沙都非常細膩，所以可以把柏樹的枝條甚至是一些動物的精細結構都保存下來。”中國科學院古脊椎動物與(yu) 古人類研究所副研究員王維分析說。經過兩(liang) 個(ge) 多小時的搜尋，隊員張鵬傑一錘敲下，一對精美的魚鰭化石出現在科考隊員眼前，無疑是發現雲(yun) 杉針葉之後的又一個(ge) 重大驚喜——這或是這個(ge) 地層裏的第一件脊椎動物化石。

　　“第一次青藏科考的前輩曾發現了不少植物化石，比如雲(yun) 杉的球果，我們(men) 在這裏雖然沒有找到球果，但是找到了雲(yun) 杉的針葉，還有其他植物化石。”蘇濤說，曆經50年，卓奧友峰北坡的加布拉化石點重露真容。科考隊員希望通過采集的岩石樣品中的鋯石，並結合化石證據測定加布拉化石點的絕對地質年代，進一步深入研究。

　　“複原”青藏高原隆升曆史

　　孢粉學是以植物的孢子和花粉為(wei) 主要研究對象的一門學科。沉積地層中豐(feng) 富的孢粉，可為(wei) 古生物學家和考古學家提供氣候、植被等方麵的最直觀、準確的信息。

　　在2023“巔峰使命”珠峰科考實施之初，蘇濤等人經過一周的高原適應性訓練後，從(cong) 海拔5200米的珠峰大本營出發，沿著東(dong) 絨布冰川徒步向上攀登至海拔6500米。為(wei) 節省體(ti) 力，他們(men) 先攀爬到位於(yu) 海拔6500米的最高采樣點，在下山過程中，按照每隔100米為(wei) 一個(ge) 海拔梯度進行表土及冰雪樣品的孢粉采集。

　　從(cong) 2011年第一次踏足青藏高原起，12年間，蘇濤踏上這裏的土地多達30次，在海拔4500米以上的地區野外工作時間累計超過350天。近年來，蘇濤團隊的係列研究多次入選中國古生物學年度十大進展。

　　“孢子主要是一些蕨類、苔蘚、真菌等結構比較簡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(men) 都非常小，但可以從(cong) 中揭秘植被麵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規律，從(cong) 而推測過去的生態特征。

　　隊員們(men) 認真采集封存的樣本，帶回去後可在光學顯微鏡、掃描電鏡下，顯露多姿多彩的形態，為(wei) 物種鑒定提供依據。研究人員從(cong) 而確定這些不同海拔的孢粉組合特征。

　　5月3日至17日，蘇濤和科考隊員在海拔約4600米的佩枯措第四紀地層開展係統性考察，采集到孢粉和測年樣品共計50餘(yu) 份，並在卓奧友峰海拔5000—5200米的地區發現了保存完好的新近紀沉積地層，采集到植物大化石100餘(yu) 份，孢粉及地化樣品200餘(yu) 份。

　　結合此前已經采集到的2700多個(ge) 點位的青藏高原現代表土孢粉樣品，他們(men) 希望組建起青藏高原現代表土孢粉數據庫，通過探討極高海拔地區孢粉傳(chuan) 播與(yu) 擴散過程等模式，進一步從(cong) 古生物學角度恢複青藏高原的隆升曆史。

　　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科學院古脊椎動物與(yu) 古人類研究所青藏科考隊發現的喜馬拉雅魚龍化石。

　　魚龍類有的長達十餘(yu) 米，是地球曆史上最早出現的具有超大體(ti) 型的脊椎動物，目前人們(men) 對其知之甚少。

　　“了解這種晚三疊世諾利期的大型魚龍的形態特征，推測其生活習(xi) 性，如食性、遊泳能力等，可以複原當時海洋生產(chan) 力水平，了解地質時期大型海洋生物生活與(yu) 環境的關(guan) 係及其協同進化。”尚慶華說，喜馬拉雅魚龍還是目前已知的最凶猛的超大型海洋生物之一，極具“明星光環”。

　　20世紀60年代，古生物學家曾在喜馬拉雅區域發現了分散保存的魚龍的局部骨骼，記述比較籠統，沒有具體(ti) 經緯度，地名也有變動，所以科考隊員無法確定其具體(ti) 是產(chan) 於(yu) 曲龍共巴組的哪一個(ge) 層位，隻能根據資料來推測化石點的大致區域。

　　“能再次發現喜馬拉雅魚龍，是每個(ge) 到青藏高原科考的古脊椎所人的夢想吧！大家交流並匯總各自的發現和經驗，直達目標層，在目標層上下分散開，逐層搜索。”尚慶華說，今年初，他們(men) 先在聶拉木地區開展工作，後來轉到定日地區。在定日南部剖麵上的第一塊魚龍骨頭，是隊員李強發現的，隊員吳飛翔在上部層位也有了發現，她自己隨後在更上部也發現了魚龍骨頭。

　　“這次能夠發現魚龍化石，不是說我們(men) 運氣好，而是前期多次野外踏勘工作的積累，以及多個(ge) 方向的研究力量聯合起來才獲得了最終突破。”中國科學院古脊椎動物與(yu) 古人類研究所所長、研究員鄧濤說，在第二次青藏科考的支持下，從(cong) 2019年起，古脊椎所每年都有不同研究方向的分隊到這裏科考。

　　這次科考隊員至少在曲龍共巴組中、上部的三個(ge) 層位上發現了骨骼碎片，三個(ge) 層位代表三個(ge) 不同的時間段。“它們(men) 肯定屬於(yu) 不同的個(ge) 體(ti) 。雖然都是碎的骨頭，但一些可以識別出的肋骨和椎體(ti) 的特征表明，它們(men) 無疑屬於(yu) 大型的魚龍。目前我們(men) 暫時將其歸入喜馬拉雅魚龍屬。”尚慶華說。

　　接下來，科考隊員們(men) 將確定這些骨骼材料的類型，準備做切片，開展骨組織學等後續研究，解釋魚龍的生長過程、年齡。

　　“與(yu) 魚龍化石相伴生的大量菊石、雙殼等化石，也為(wei) 了解三疊紀古海洋生態係統提供了更多的信息。”尚慶華說。此外，在剖麵上係統采集的岩石樣品，將用於(yu) 開展沉積學和地球化學分析，以了解更多的特提斯喜馬拉雅古海洋環境信息。