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石头中寻找生命轨迹 31岁教授让6亿岁的石头说话

核心提示: 研究化石,是别人眼中艰苦枯燥的工作,31岁的陈雷教授却甘之如饴。他的科研成果曾经引起全球古生物学界的轰动,为寻找地球上动物的“祖先”,他长期和石头打交道,探寻动物和多细胞生命之间演化的证据。

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“我们是谁?从哪里来?要到哪里去?这就是我们研究化石的意义。”长期寻找和研究化石,山科大泰山学者、地科学院教授陈雷已经把研究石头当作人生的最大乐趣和追求。研究化石,是别人眼中艰苦枯燥的工作,31岁的陈雷教授却甘之如饴。他的科研成果曾经引起全球古生物学界的轰动,为寻找地球上动物的“祖先”,他长期和石头打交道,探寻动物和多细胞生命之间演化的证据。

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2019年,陈雷入选山东省泰山学者青年专家计划,成为泰山青年学者。他到底在做着怎样的研究,如何在石头中寻找远古生命演化的生命轨迹?近日记者对其做了专访。

他在石头中寻找人类的起源

“有趣”是本科生陈涛对老师陈雷的课评价最多的一个词。“上陈老师的课非常过瘾,他在上课时经常让我们想象一下,是否有外星人存在?几百万年后动物会变成什么样?几千几万年后山东科技大学这片土地会变成什么样?这些问题,让原本枯燥的古生物课变得妙趣横生。”陈涛说。

“感到有意义和有趣,才会全身心地投入到这项工作中去。读史可以明智,鉴以往可以知未来。我们从哪里来,要到哪里去?这个问题只能在古老的岩石中寻找答案,而研究化石是唯一的方式,我们可以去复原在地球长达46亿年漫长的岁月中环境是怎么变化的、生命是怎么演化的。只有对地球和生命的历史有一定的了解,我们才能更深刻地认识当今世界。”陈雷说,并给记者举例说明了自己的研究领域:“我们都知道人是由动物进化而来的,那么动物的祖先起源于何时?它们是什么样子的?这些都需要从化石中寻找。我的研究领域就是聚焦动物的起源问题。”

专研6亿岁的化石引发轰动

陈雷在27岁时便开始担任博士生导师,从事的是多细胞生物起源和早期演化方向的科研工作,聚焦动物起源的研究,是国际上研究动物起源最顶尖研究团队的主要成员。由于深刻认识到自己所从事工作的价值和意义,陈雷将自己的事业当成了一种使命,尽管实际工作比较辛苦,但他工作起来却格外拼命。

陈雷的博士生导师袁训来回忆说,陈雷在读博期间,很想把距今约6亿年的瓮安生物群中的胚胎化石当作自己的研究方向,但是他一开始并不建议陈雷这样做。因为袁训来长期从事瓮安生物群的研究,该生物群就是他命名的,他很清楚这一研究课题具有极大的挑战性。十年来,国内外有多个研究团队,包括哈佛大学和北京大学、中科院南京地质古生物研究所在内的众多优秀科学家都在进行胚胎化石的研究,在英国《自然》和美国《科学》两刊上就有6篇有关瓮安胚胎化石研究的论文。因此,要在该研究上有所创新和突破难度非常大。

尽管如此,陈雷感兴趣的研究仍然获得了导师的鼓励和支持。但是要挑战一个研究程度已经很深入,并存在很多争议的研究方向,谁都没有把握。袁训来后来对他提出三条建议,其中包括用古生物学最为传统的磨片法进行研究,这要比其它方式投入更大的工作量,磨制比以前总数量还要多的岩石切片。陈雷没有退缩,而是投入更多心血,开始认真刻苦地研究。

多年以前,中国瓮安生物群走进了全球古生物学研究的视野。瓮安生物群化石精美,但由于这些化石结构简单,有关它们的血缘归属问题仍迟迟未能解开。这些胚胎化石到底是动物呢,还是团藻,抑或动物胚胎?这些史前来客的身份一直神秘莫测。

在观察对比了一千多个岩石薄片后,陈雷发现了奥秘。他发现胚胎化石基本形态尽管与以前报道的胚胎化石极为相似,但其中有40多个胚胎化石内部有细胞分化为繁殖细胞和营养细胞,以及细胞凋亡的特征,这充分表明这些胚胎化石属于多细胞复杂生物。从而可以做出推断:这些胚胎状球形化石可以确切地归入有细胞分化的复杂多细胞真核生物。

陈雷的这一发现,把人类对这些约6亿年前的史前来客的认识再向前推进了一步,引起业界不小的轰动。

醉心科研31岁获得殊荣

在山科大地科学院基础地质系主任毛光周的眼中,陈雷对化石的研究是热爱、执着的。

有一次,毛光周和陈雷一起去野外探勘。他发现,对于有化石保存潜力的地层,陈雷一定会仔细观察,并做好相关记录,对发现的化石标本会精心包裹,以备后期研究。而在平时和陈雷的接触中,毛光周发现,陈雷紧跟学术前沿热点,关注最新研究进展。“如果想查询有关前寒武纪化石的最新书籍、文章,陈雷一定能给你一些必要的帮助。”毛光周说。

前段时间,得知泰山学者评选结果后,毛光周特意发了条信息恭喜陈雷。“泰山学者是山东省学术研究者最高的荣誉称号,只有在研究领域取得重大突破性成果或做出突出贡献的学者才能获得此称号。这个称号既是一种奖励也是一种鞭策。”毛光周说。

“可能我比大家更早一点了解他。付出总是有回报的,泰山青年学者的荣誉可能是目前对陈雷学术和工作最好的评价。”毛光周说。

除了醉心科研,陈雷也是学生的良师益友。学生陈涛告诉记者:“没有陈老师的启蒙,我不会喜欢上古生物这一行,也不可能带着兴趣做枯燥的化石研究工作。”

带学生、做科研,十余年坚持在化石研究上,一项项科研成果见证了陈雷背后的故事:近两年陈雷在山东临沂地区和胶东开展了大量野外工作,联合弗吉尼亚理工学院肖书海教授和中科院南京地质古生物研究所尹磊明研究员等对山东新元古界土门群进行了详细勘探,实测剖面3条;年代地层学方面,采集6层碎屑锆石进行测年,确定了其属于新元古代;生物地层学收获最大,通过系统采样,用酸蚀法对100多个样品进行处理,获得了大量疑源类化石,其中许多类型,尤其是带刺疑源类Trachyhystrichosphaeraju首次在土门群发现。相关文章已被高水平SCI杂志Gondwana Research接收……

为了激发学生兴趣,陈雷还成立了古生物兴趣小组,组织多次野外实践;与科学院南古所合作者联合培养学生3名,指导三名本科生以第一作者完成5篇SCI论文;指导学生获得李四光优秀学生奖;指导学生参加第十五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛获山东省特等奖、全国二等奖。陈雷也因此获评了山东科技大学学生科技创新优秀指导老师,以及挑战杯山东省优秀指导老师称号。

就像陈雷的同事毛光周述说的那样:“喜欢才会有兴趣,孜孜不倦才会有结果。陈雷获得泰山学者荣誉称号一定会在学术研究上对年轻的教师起到促进作用。我们也希望更多的‘陈雷’们在学术研究上取得更加突出的成果。”

青岛晚报/掌上青岛/青网 记者 杨海涛 通讯员 任波

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责任编辑:周慧
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