副刊

发现古鱼类化石
大马考古一大进步

邓誉和正小心翼翼地把石头内的化石剔出来。

科学家的最大成就是什么?就是能够把研究成果展示在世人眼前。在今年5月份的《古脊椎动物学刊·Journal of Vertebrate Paleontology》上,出现了“邓誉和”的名字。这有什么特别吗?她是我国首个发现白垩纪鱼类化石的研究员! 邓誉和之前是马来亚大学(UM)地质与鱼类化石研究员,其论文成功在具权威的国际期刊发表后,终于顺利毕业。目前正等待机会进修博士学位课程。

在2017年,〈商智〉曾访问过邓誉和,她是一名从地质学起步进而迷恋化石的研究员。在2012年,她与数名研究员在彭亨州某地区搜寻化石,当大家分头行动时,她发现了一块表面有“异状”的石头。



“我本身是地质学专业,所以对该地区的石头种类比较了解,而那块石头感觉和其他石头不太一样。我用放大镜照看,看到石头表面有特别的纹路,询问教授后,他说那是鱼类化石。后来,我们循着发现鱼类化石附近的石层找到了更多化石,包括鱼类、恐龙、乌龟、鳄鱼等。”

由于她是第一个发现鱼类化石的人,而且所发掘的鱼类化石比其他化石来得多,所以她决定以此作为硕士的研究项目。

不过,在进行研究之前,必须先做化石清理工作。单是清理,就耗费了约两年的时间!清理工作有那么难吗?不是难,是麻烦。

化石匿藏石头里

她解释,化石是古代生物的遗体埋藏在地下变成跟石头一样的东西。一般找到的化石都匿藏在石头内,研究员必须先用锤子小心地把化石周边的石头敲碎,同时要注意别把化石也敲碎;然后,他们会使用最传统的剔针剔除法取出化石,所以耗时特别长。



可以想象,要取出一颗化石要耗费多少时间和精力。要知道,当你手中拿的是上亿年的化石,不得不加倍小心处理。

“我大约一天只能清理一颗化石,有时甚至需要2天才能清理一颗。当时,我手上有100颗化石要清理,用了约两年的时间才完成。”

邓誉和:鱼类化石一般能够保存下来的都是牙齿,因为牙齿是鱼类最坚固的部分。

鱼牙最坚固

清理出来的100颗化石全都是鱼类的牙齿,皆源自白垩纪(Cretaceous)(恐龙时代末期);也就是说,有恐龙化石存在的地方,肯定少不了鱼类化石。

邓誉和指出,鱼类化石一般能够保存下来的都是牙齿,因为牙齿是鱼类最坚固的部分。

“鱼类的牙齿有琺瑯质结构,很难被风化,相当经得起时间的考验。我收集到的多数是鲨鱼的牙齿,而鲨鱼能够遗留下来的也多数是牙齿,因为它们是软骨类,除非是在特殊情况下,否则它们的骨头是无法保存下来的。”

2014年,她正式展开研究工作,透过参考全世界发表过的鱼类化石资料,把大马发现的鱼类化石特征列出来,以进行对比、分类、鉴定和分析。

鲨鱼有4种牙齿

在研究中,她发现鲨鱼的牙齿有个特别之处,原来一只鲨鱼不只有一种牙齿,最多是有4种牙齿,口腔前后左右的牙齿形状都不同。

“正因为这种独特的特征,有些研究员会误以为A牙齿属于一种鲨鱼,B牙齿属于另一种鲨鱼。其实,A和B牙齿都是属于同一种鲨鱼的,所以我也必须研究鲨鱼牙齿的排位。” 她也说,不是所有牙齿都是完好无缺的,多数都是不完整的。为了找出最完整的牙齿,她会通过研究牙齿表面判断断裂的部分。

“就像人类的牙齿一样,一颗断了一部分的牙齿还是可以看出来的,它的表面光泽、纹路深浅等都不同。由于鲨鱼牙齿的种类太多了,所以归类工作是很高难度的。研究工作一定要具备观察力,以免遗漏了一些重要细节。”

归类完成后,她证实了100颗牙齿中有9种鱼类,其中6种是鲨鱼类,另3种是硬骨鱼。

像米粒形状和大小的黑色物体就是鱼类化石。

2年被相中

研究员的论文要刊登在国际学术期刊上很不容易,不是把稿投出去就“一击即中”,邓誉和等了两年才成功被相中。

其实,早在2017年,她的研究论文大致上已完成。虽然还未正式在期刊上发表,但她也到过中国和泰国参与国际会议,并发表研究成果。

在那两年里,她做的就是修改论文、投稿、等待。一般上,投稿者只能选择一个期刊投稿,该期刊拒绝后,才可以投另一个期刊。每个期刊只能投稿一次,“撒网捕鱼”法是行不通的,因为涉及版权问题。

只要一天没接获好消息,她心中的大石就一直悬着。最重要的原因是,如果论文没被期刊录用,她就无法毕业!

原来,马大规定硕士生在毕业前必须在国际学术期刊发表至少一篇论文,否则将无法毕业。在两年内,她被不同的期刊拒绝了3次,但她依然觉得自己蛮幸运的,因为大部分只等了数天就收到回复,有些人甚至要等上数个月或半年,最后得到的却是坏消息,结果拖延了他们投稿至下一个期刊的时间。

国际期刊影响力高

国际期刊通常分为4级,第一级是世界最具权威的等级,关注率高,影响力高,引用率也高。她开始投稿时因缺乏信心,都尽量避开第一级的期刊,可还是被拒绝。最后,她决定放胆一试,多那一次的拒绝也没什么大不了的。

出乎意料地,她的论文被接受了!更重要的是,她终于可以毕业了!

“在投稿的过程中,我了解到写论文讲究经验和技巧,这多亏了我的教授助我一臂之力。他对期刊论文发表很有经验,而且也曾发表过很多论文,这不是每个大学教授都具备的优势,因为早期大学并没有规定教授一定要在学术期刊发表论文。”

在教授的指导下,她掌握了写作技巧,同时也研究各种学术期刊的风格和读者群,以了解各个期刊对论文的要求和标准。

“发表期刊是一个很好的磨练,因为学术界重视表现。所谓的‘表现’就是发表论文的数量,以及刊登期刊的份量,这些都代表着一名学者的成就。”

保密所在地

来到分析的阶段,邓誉和开始把大马和周遭国家的鱼类化石做连接,如泰国、日本、中国等,以研究所发现的鱼类化石是否是相同属性或存在差异,同时也要分析其中含义。

在东南亚南部区域,除了泰国外,其他国家从未发现白垩纪的恐龙和鱼类化石,现今大马则成为了第二个发现有关化石的国家。经过对比后,她发现大马和泰国的鱼类化石相似度非常高,意味着两国之间在地质年代是有连接的。

“虽然两国的地理位置现今有一段距离,但经过上亿年的地壳移动,地理格局也产生了变化。相似的鱼类化石证明了以前大马和泰国的板块是很靠近的。”

暴龙起源地是泰国

此外,她的发现也证明了一点——因地理位置的关系,东南亚区域是一个具有潜力的化石隐藏地。她解析,在泰国发现的恐龙和鱼类化石具本土特征,与世界其他国家的同类化石存在差异,这表示了东南亚区域的古代物种是相当特别的。

“泰国曾经在某国际期刊发表了一篇论文,内容讲述暴龙的起源地是泰国,引起了古生物研究界的极大关注。

“在大马首次发现的鱼类化石中,大部分只能在东南亚看到,而且化石的完整性良好,这是非常难得的!这次的发现也为东南亚区域建立了一个新的鱼类化石数据库。”

很多人都想知道发现鱼类化石的所在地,对外界只能透露是彭亨州,至于确切地点,她选择保密。原因是我国并没有相关的完善保护措施,她担心公布地点后会遭致破坏,化石无法保存下来,这将对研究工作造成干扰。

化石类渐获得关注

她认为,最理想的保护措施是,以泰国为例,当地政府一旦知道某地区发现化石,便会在最短时间内保护现场,不让任何人靠近,而当地人民也会尊重该地区,不敢随意靠近。

“对泰国人而言,发现化石的地方等同于国家宝藏区。反观大马,本地人并没有这样的意识,因为大马政府本身也没有正视化石类的发现,所以我们只能采取保密措施。”

尽管如此,发现鱼类化石对大马考古领域而言是一个大进步,因为鲜少被关注的古生物研究至少已渐渐获得关注,开始有人看到大马拥有古生物化石宝藏,这也有助于促进我国自然历史的发展。

欲阅读有关论文,可浏览https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02724634.2019.1573735

反应

 

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地质与鱼类化石研究
解开化石之谜

在取出化石的过程中,研究员使用的是最传统的剔针剔除法,耗时较长。

马来亚大学(UM)地质与鱼类化石研究员邓誉和指着一块石头上的黑点说:“这是大约1亿年前的鲨鱼牙齿,曾在恐龙时代与恐龙共存。”

横看竖看,怎么也看不出是一颗牙齿……



“哈哈!我研究鱼类化石已经2年了,自然能分辨出来,一般人可能只会觉得那是石头表面的杂质。”

地质学主要是研究地球的起源和历史,听起来沉闷无趣,但深入了解后却发现非常有意思!研究员针对地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层间的相互作用和演变历史进行细密研究,偶尔还会发现罕见的化石,邓誉和就是其中一名从地质学起步进而迷恋化石的研究员。

邓誉和领着记者来到隐藏在地质院深处的化石研究室,推开门走进去,第一感觉是:好简陋。这里就像是早期的中学实验室,一排排的木制桌椅和橱柜,没有空调,只有风扇。邓誉和的工作台就在最后方的角落处,空间蛮大的,但早已被大量的石头霸占。没办法,毕竟它们才是“主人”。

她介绍说:“地质院的研究室两种东西最多,那就是石头和灰尘,因为我们存放的鱼类化石标本都是石头啊!而且石头里的化石多数都已经有一亿年历史了。”

经验练就敏锐度



说着说着,她拿出一颗印有贝壳印迹的化石。贝壳早已风化脱落,只留下印迹。“这一块化石原处于海底地,由于经过长时间的风化溶蚀作用,贝壳早已脱落,只留下印迹。”另一颗镶有鲨鱼牙齿的化石也是她的发现之一。

即将完成硕士学位的她,以鱼类化石作为主要的研究项目。每天盯着石头看,她已练得一副敏锐好眼力,只要发现石头稍微有点不寻常,心情马上亢奋,迫不及待要让匿藏多时的化石重见天日。

不同类别属性的化石需要靠研究员本身的知识和经验进行鉴定。如果一名地质学家从来没看过鱼类牙齿化石,即使发现化石也不晓得它们的类别属性。凭着多年累积的经验和知识,研究特定类别化石的研究员可以很快地辨别有关化石属性,对其性质和特点有一定的敏锐度。

化石来自白垩纪

一亿年历史的鱼类化石不就是跟恐龙是同一时代吗?“是啊!我们找到的鱼类牙齿化石是和恐龙时代同一个年龄的;也就是说,这些鱼类牙齿化石都是来自白垩纪(Cretaceous),在恐龙化石存在的地方,也能找到鱼类化石。”

白垩纪位于侏罗纪和古近纪之间,是地质年代中中生代的最后一个纪,长达8000万年,是显生宙的最长一个阶段。当时陆地的优势动物仍是主龙类爬行动物,尤其是恐龙,它们较之前一个时期更为多样化;海洋里,现在的鳐鱼、鲨鱼和其他硬骨鱼也很常见并大量繁殖。

“我们发现鱼类化石的地层正是属于白垩纪,而从同样单元找到的恐龙化石也应证了这点。一般上,我们可以透过化石鉴定有关石头的年龄,因为不同的时代、不同的地层会形成不同的岩石。”

邓誉和正在测量石层的厚度。

寻找化石3大准则

天大地大,找化石谈何容易?以下是找寻化石的3大准则:

第一:使用地质图做指引 

考察团会先查看地质图,找出化石可能存在的地域。地质图显示不同岩类的分布情况,翻开即可一目了然。

比方说,考察团要寻找恐龙化石,而恐龙出现的时期只有两个,即侏罗纪和白垩纪。因此,他们会根据地质图显示的资料查看属于侏罗纪和白垩纪的石头,把搜寻目标设在有关地域,就有可能找到恐龙的化石。

如果要在我国寻找白垩纪的化石,地质图显示多是在彭亨州中部、登嘉楼、柔佛一带。多年以来,彭亨州中部是第一个发现白垩纪脊椎类动物化石的区域。

第二:化石前身的生活环境 

不同属性的动物生活在不同的环境,像是海底生物、陆地生物、空中生物等。透过了解地质设定,考察团可从中了解早期动物的生活环境,因为地质是不断变化的,以前那个地方可能是一片海,现在则变成了陆地,尤其是那种亿万年前的地域。要先了解地质设定以增加寻获恐龙化石的几率。

第三:化石保存的可能性 

邓誉和举例,泰国是东南亚重要的恐龙化石产地,恐龙化石集中于西北部呵叻府的苏兰拉里区(Suranaree Subdistrict)等多个地区。在苏兰拉里区,含有恐龙化石的地层属于呵叻群(Khorat Group)的阔瓜组(Khok Kruat Formation),时代是早白垩世的阿普第阶,距今1亿1000万年前至1亿2500万年前。

“当地约有4间恐龙博物馆,而且恐龙标本展示相当完整。据研究,有些石层是在河流流速较大的情况形成,因流速大的缘故,导致化石被破坏、不完整或无法保存下来。有些石层设定则是比较平静的,像是沼泽地或河流流速不大的地域,保留一只完整的恐龙化石可能性较高。”

石头上的黑点就是拥有一亿年历史的鱼类牙齿化石。
石头上的贝壳早已风化脱落,只留下印迹。

找化石也要看运气

有趣的是,鱼类化石不一定要在河堤或靠海的地方才能找到,考察团很多时候都是在山上或路边发现化石,这种现象与地壳移动有关。所以,有时地质图的资料也会有差误,白走一趟是常有的事。

“我们寻找化石主要是观察暴露在外的石头,像是道路切面、建筑地或河堤的石头都是发现化石的源头。所以说,如果你会辨别化石的话,走在路上也有可能会发现化石哦!不过,化石不一定是像大家所想象的那种大型、保存完整的骨头,大多时候找到的化石都以牙齿居多,从石头表面看上去只是一个小黑点。”

工具只需锤子和眼测

谈及采集化石的工具,邓誉和笑说:“只有锤子和眼测啊!”当研究员发现某个石头藏有化石时,他们会先用锤子把含有化石的石头敲出来,过程中要非常小心,以免连带把化石敲碎。

在取出化石的过程中,研究员使用的是最传统的剔针剔除法,耗时较长。“为了加快速度,我曾尝试使用酸性液体浸泡,但行不通,因为我们采集的石头化石通常是沙石,这类石头无法溶解于酸性液体,除非是石灰岩。”

有时候也会有意外惊喜。以为化石只有一个,没料到在剔除过程中也发现了其他化石,比如一些骨头和牙齿的碎片。

行内有句话说:化石想让你看见就会出现,不想让你看见怎么找也找不着;换言之,就是要靠运气!一趟出外考察,空手而归实属正常,但如果不找的话,连1%的机会都没有。

地壳移动地球变化

一般上,研究化石的最大目的是为了了解生物进化以及生物在有关区域的分布。她目前进行的生物地理学研究是与大马和泰国的生物连接性有关,研究生物在时间和空间上的分布,即生物群落及其组成成分,它们在地球表面的分布情况和及形成原因。

“比如说,南美洲和非洲某个部分的化石有相似之处,可是两者的地理位置相差甚远,为什么化石会相似?这就是地壳移动的凭据之一,证明以前这两个地方的板块是很靠近的。这就是化石研究对了解地球历史的贡献之一。”

最近,她从一项新研究得知,研究员透过测量恐龙或鱼类化石内部的氧同位素,以特定的计算方法计算出早期地球的温度和气候状况。这些资料对于相关研究员深入探究以前、现在和未来的地球变化有很大帮助。

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