09.18 舒德干院士團隊:破解達爾文世紀難題

天剛亮,韓健再次背上他的化石採集工具,來到了他熟悉的“戰場”——位於陝南地區的“寬川鋪生物群”。作為西北大學以舒德干院士為主的早期生命研究團隊一員,韓健研究員已將研究目光投向這裡十年之久。

舒德干院士团队:破解达尔文世纪难题

圖為西北大學早期生命研究群體骨幹成員(左三為舒德干院士)。

每次出野外,團隊會將採集到信息豐富的數百塊化石帶回位於西北大學科研樓的實驗室逐個分析研究。通過酸蝕法、顯微電鏡、顯微CT等技術手段的幫助,他們得以與5億多年前的生命體開展一場場“遠古對話”。十年來的無聲對話,讓他們發現了最古老的人類遠祖:冠狀皺囊動物。這種成體僅1毫米的微型動物,是迄今為止發現最古老的原始後口動物,被認為代表著顯生宙最早期的微型人類遠祖至親。這一發現,將對人類早期祖先的認知,由距今5.2億年前推至十分接近顯生宙始點(5.4億年前)的5.35億年前,其體積也由“釐米級”推至“毫米級”。2017年2月9日,《Nature》雜誌以封面亮點論文的形式刊發了研究文章,並評價該研究“為人類遠古起源研究的‘重大懸案’找到了實證”,國際學術界和新聞界為之震動。紐約時報、英國BBC、衛報、泰晤士報等媒體紛紛發佈長篇報道。

這篇論文,是由舒德干院士領軍的西北大學早期生命研究團隊20年以來,在國際頂尖學術期刊《Nature》、《Science》上發表的第13篇研究論文。

聚焦前沿,潛心破解世界“懸案”

在探尋生物演化的過程中,令達爾文當年倍感困惑的謎題就是進化論缺少“演化過渡類群”證據的支持。舒德干團隊發現的“基礎動物亞界”的春光蟲,“原口動物亞界”的仙人掌滇蟲,“後口動物亞界”的古蟲動物門、古囊動物、雲南蟲類、華夏鰻、長江海鞘、昆明魚類、皺囊蟲等都是動物高階元演化的過渡類群的可靠代表。這些重要科學發現使團隊揭示了動物三大亞界關鍵門類的起源和演化關係,實證了前寒武紀與寒武紀之間動物演化的連續性,進而首次構建了完整的早期動物樹框架圖。這是在達爾文提出地球生命呈萬物共祖的“樹形演化”猜想後,首次有學者勾勒出動物門類起源爆發時,基礎動物、原口動物、後口動物三大枝系演化“大樹”的基本輪廓。“面對動物樹在源頭時段演化成型的序列證據,達爾文如果在天有靈,一定含笑九泉”。舒德干如是說。

除了實證研究,西北大學早期生命團隊還大膽進行理論創新,提出了“三幕式寒武紀大爆發”新假說。假說認為,從5.6億年-5.2億年,歷時約四千萬年,基礎動物、原口動物、後口動物三大亞界先後由量變到質變,依次發生門類爆發,導致在澄江動物群時期完整動物樹框架在地球上首次成型,寒武紀大爆發基本結束。新假說揭示了動物界在4千萬年的時間裡,從雙胚層到三胚層,再到口肛倒轉、新陳代謝系統不斷升級的演化過程,反映了寒武紀大爆發過程的階段性和連續性,揭示了令達爾文倍感困惑的寒武紀大爆發事件的本質內涵。該假說及其系列性化石實證成果“地球動物樹成型”獲2016年度國家自然科學獎二等獎。

通過數十年如一日的不懈努力,他們完成了看似“不可能的任務”。地方高校不僅能做好基礎科學研究,還能做出國際一流的成果。

舒德干院士团队:破解达尔文世纪难题

圖為工作中的舒德干院士。

傳道受業,科學精神代代相傳

1995年,在舒德干的組織協調下,“西北大學早期生命研究所”成立。至今研究團隊中的中青年骨幹華洪、張興亮、韓健、張志飛、劉建妮等均為西北大學自主培養。團隊目前在職的6名主要研究人員,年齡從70歲到38歲,全部具有博士學位以及在海外留學和國際合作研究、主持國家級基礎研究課題的經歷。

中科院院士翟明國曾用“有信念、有堅持”評價該團隊:“有信念,就是有科學理念和問題導向。他們以生命演化為核心,以生物進化鏈條(生物樹)為關鍵,發現問題和解決問題;有堅持,就是潛心研究,不見異思遷。”

在地處西北的省屬高校做研究,不僅要坐得住冷板凳,還要耐得住清貧,頂得住壓力。舒德干院士曾笑談,18年前,給《Nature》投稿的“昆明魚”、“海口魚”“雲南蟲”等照片,是他們在地質系男廁所的“自建暗室”裡沖洗出來的;身高1.83米的張興亮在讀碩士時跟他出差,每每在點菜的時候都會考慮到儘量節約,說“舒老師,咱們就點個燒豆腐吧”……即便是這樣的條件下,面對國外科研院所的邀約,舒德干和他的團隊,依舊不為所動:“最好的研究要由中國人來做,新的學術思想應該由中國人提出”,這是他們的回答。在談到對研究對象命名時,舒德干說“我們之所以為所發現的古老生物以‘華夏鰻’‘昆明魚’‘海口魚’‘長江海鞘’等字眼命名,就是為了紀念發現它們的地方,記載中國在科學史上的重要貢獻。中國需要更多的人來為這塊碑培土,為我們這樣一個偉大的、曾經創造過無數優秀文明的國度增添更多的榮譽。”

2017年,在接待新華社等中央媒體採訪時,舒德干介紹成果的第一句話這樣說:“‘冠狀皺囊動物’的發現,主要貢獻者是韓健,韓健是論文的第一作者,野外工作和實驗室工作基本上是由韓健完成的。”記者許祖華當即感嘆,“團隊領軍人物有這樣的胸懷和格局,真令人羨慕。”“要儘快把年輕人帶起來、推上去,引導文化基因代代相傳。”“學術傳承高於個人得失,團隊帶頭人要為年輕人創造最大的發展空間,讓年輕人擁有獨立的研究方向,並對前途充滿信心。”舒德干是這麼說的,更是這麼做的。正是在舒德干從入門到成才、從為學到為人的教導引領下,團隊內部的共享交流十分順暢,團隊整體資源優勢得到充分發揮,“學術之樹”得以茁壯成長,枝繁葉茂。

公誠勤樸,自強不息默默進取

有人把古生物研究團隊科學的梯隊、豐碩的成果,歸結為“舒德干現象”,舒德干連忙推辭:“這不是什麼現象,我們是西北大學的團隊,其實秉承的是‘公誠勤樸’的校訓”。

西北大學115年辦學歷史,淬鍊出的“公誠勤樸”四字校訓和“艱苦創業、自強不息”的西大精神,在此精神的感召下,一批教授專家甘於默默奉獻。從舒德干團隊的系列成果,到侯伯宇創立的“侯氏理論”,再到張伯聲教授的“地殼波浪狀鑲嵌構造學說”、王戍堂教授的“王氏定理”……西大人在艱苦的環境中創造出了一個又一個奇蹟。

除了西大精神的薪火相傳,制度保障對學術團隊的發展也起到至關重要的作用。西北大學一直鼓勵從事基礎研究的教師和團隊以催生重大原創性成果為重點,潛心研究、長期積累。在人才聘用、科研項目管理、課程設置、資源使用等方面都給予更多的自主權,激發了其科研動力。2016年,學校明確了“獎勵高端、調動中堅、扶持青年”的人才隊伍建設思路,出政策、建機制、推舉措,取得了顯著成效。

舒德干在獲得國家自然科學一等獎後,曾受到國內高校高薪厚職的邀請。他說,“我捨不得西大這個寧靜地方,在這裡,我們能更心無旁騖的搞研究。”


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