我找过钻石，找过黄金，找过石油，最后就全找翼龙骨头了 | 汪筱林 一席第559位讲者
2018/1/27 一席
汪筱林，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员。
我们当时一看到这些东西，一看到这个现象，就知道我们的后半生要在这里工作了，因为翼龙化石确实太多太多了。
消失的伊甸园
汪筱林
大家好，我是汪筱林。我是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的研究员，也是中国科学院大学的教授。
我是一个古生物学家，但也是半个地质学家。为什么是半个地质学家呢，后面我会跟大家讲到。
最近我们在新疆哈密戈壁发现了一个消失的伊甸园，属于一个非常漂亮的翼龙动物群，有成千上万的标本。今天我们一起来解读一下它。
首先我们可以看看这是一个什么东西，是翼龙吗？
其实不是，是一个长得像翼龙的雅丹地貌。前面就像是嘴，后面是一个头饰，一个展翅欲飞的样子。我们所有的化石就在这样寸草不生的大戈壁上。下面我们来几张照片，大家试试，看看能不能找到化石。
能看见吗？这个我想很好找的，我手指的地方就是。这里是翼龙(1)，翼龙很小，骨头很细。下面这是一个大的，恐龙腿上的骨头(2)。
第二个难度稍微大一点。其实我手指的地方也是。这一大块面积有一个化石，四五节的脊椎有三四米长，属于一个很大型的恐龙，但是因为风化作用，保存下来的化石已经不多了。
接着往后看，难度越来越大，可能看不出来了。大家能看到一些地层，一些沉积层，中间有一些和其他不一样的层位。事实上这里面藏着很多翼龙化石。
接着往后看，难度更大了。所以我们在野外一定要眼睛睁大一点，仔细地看。这是一个很大的恐龙的骨头，只不过露了一个断面。
如果一眼就看见了，你就是一个古生物学家或者地质学家了。看不见也别难受，刚开始的时候我们也看不见。以前我和我的学生还有志愿者一起在马鬃山戈壁滩上找化石，地上就是化石，他们就是找不着。我画了一个几平米的圈让他们找，还是找不着。为什么呢？在他们的想象中化石就是博物馆里立着的大骨架。
最后我告诉他们，这些小小的乌龟碎片就是化石，捡起来一拼，都能拼起来。所以不论多大的标本、多大的恐龙、多大的翼龙，在戈壁滩上一风化，最后全是破碎的。
今天我也来了三个学生，我没说你们，你们的表现还是不错的，我说的是以前的学生。
再接着往后看，这是我们在哈密戈壁最早见到的一批翼龙的化石。我记得很清楚，是2006年5月14日，我们进了大戈壁以后，看到地面上有这些骨头，就像一堆木头棍子一样。
但事实上在这个岩层里面，发白的这些东西都是骨头。所以我们当时一看到这些东西，一看到这个现象，就知道我们的后半生要在这里工作了，因为化石确实太多太多了。
做古生物学研究第一步就是野外考察，就是到野外去找。很多人问我们，你们怎么知道那个地方有标本，怎么就知道那个地方化石那么多？其实我们也不知道，我们就要靠两条腿来跑，不到野外跑你也找不到的。
在茫茫大戈壁上，我们首先要跑，跑到以后就选发掘的地点。如果你是一个科考队长，带了一拨人，开了好多车过去，让你找化石，让你选一个点，你怎么选？
比如说有一个地方我们看到了有四五块骨头露在那，有个地方可能有十几块骨头，但由于人力物力所限，我只能够挖掘一个地点，那怎么办呢？你选哪个点呢？选十几块骨头的呢还是选四五块骨头的？大家想一想。
事实上具体问题要具体分析，这又和环境有关系。如果化石在里面是散的，乱七八糟的，那就要找露在外面越多的越好，这样代表它比较丰富。如果里面是完整的，那么露出来的越少越好。因为露得多了等于是风化掉了，露得少有可能全在里面。当然也有另一种可能性就是，已经风化掉只剩一点点了。
选了点以后，你就要科学地采集。野外科学采集不能暴露太多的骨骼，如果骨骼暴露得越多破坏就越严重。
在戈壁滩这个极干旱的环境里，这些标本包括岩石，有很多盐碱的成分，一旦受潮它就反碱，反碱以后化石甚至岩石表面就像癌细胞似的，一点一点地往里面侵蚀。
左上这张照片是当时我们在野外看到的一个蛋，后来一受潮，很快变成下面这样了。回到北京以后比较潮湿，野外石膏打包也要用到水。
右边这张图里为什么外面包一层塑料布呢？是因为我们野外采集时改进了一下，先用塑料布包裹标本，然后在外面打石膏包防止标本受潮。
因此我在这儿还想请教一下各位，咱们有各行各业的朋友们，你们能不能帮我们解决这个问题。如果能解决这个问题，那么我们在化石保存这方面会有非常大的进步。
标本采回来以后，专业技术人员再在实验室里一点点修理。修理是我们古生物研究非常重要的一个环节，进行修理以后科学家才能够进行研究。研究的同时我们要根据岩层进行环境的复原，然后在博物馆进行展览。
博物馆展览的时候形式很多。一种就是像刚刚讲到的，把这个骨架立起来，就是我们小朋友们在博物馆看到的大恐龙。但事实上很多骨架没几块真骨头，大部分都是模型。
另外一种就是要把原始的东西修出来去展览，这样的话提供的原始埋藏的信息可能更多一点，比如像下面这个。
这是世界上第一个翼龙化石，事实上翼龙发现得比恐龙还要早，在德国索伦霍芬发现了这个标本。
1784年，一个意大利的科学家科利尼对它进行了研究。它有着像翅膀一样的东西，又有一张大嘴，前肢有四指，头骨也很奇怪。虽然发表了文章但科利尼不知道这是什么东西，连它的分类都不清楚。
但是很有意思，法国的解剖学家，也是古生物学家居维叶看到这篇文章以后，根据科利尼画的图，认为这是一个会飞行的爬行动物。
爬行动物大家都知道，乌龟、鳄鱼、蛇、蜥蜴。但是提出会飞的爬行动物，这在当时是一个非常有冲击力的观点，他在1801年的时候就这么认为。
当时法国还有一个教授赫尔曼，他也觉得这个很有意思，主动地为这个化石画了复原图。左边这个复原图像什么东西呢，像一个蝙蝠，像哺乳动物，而且他还觉得这个动物与中国传统文化里面的凤凰有点相像。
当然了居维叶没有接受他这个观点。在后来的很长一段时间都没有人知道这究竟是什么生物。甚至有人认为它的两个翅膀是用来在水里面游泳的。
但如果我们回到当时的地球，那是一亿多年前的事情了。中生代时期是爬行动物的时代。天上有飞的翼龙，陆地上是恐龙，水里面还有各种各样的水生爬行动物。这么一个庞大的群体，后来在6500万年前的时候就灭绝了。
很多人对恐龙很熟悉，但并不了解翼龙，有些人甚至说翼龙是会飞的恐龙。但它俩还真是不一样的，翼龙不等于恐龙。它俩关系很近，可以用表兄弟来描述。
它们在两亿两千万年前左右的时候在地球上出现，一个就在天上飞，一个在地上行走。它们的生存环境上没有太大的冲突，所以它们非常和平地共处了约一亿六千万年。这并不是说一个物种生存了一亿六千万年，而是这一类，有的类群没有了，有的类群又出现了，很有意思。
事实上翼龙在全世界发现得很少，在中国发现得就更少了，但是中国的恐龙发现得非常非常多。中国发现翼龙的地方就这么六七个地点，主要的还是在白垩纪的早期，早白垩世。我们当时在辽宁及周边发现了很多，在其他地点发现的标本很少，都是一两个。直到后来我们在新疆哈密这儿发现了大量的标本。
为什么翼龙发现得少呢？就是由于它特殊的骨骼结构。它为了飞行需要，为了减轻重量，头骨的薄片比较薄，而且骨骼也比较细长，中间还是空的。这样的骨头保存起来，非常非常地困难，所以必须在特殊的情况下才能保存下来。
什么是特殊情况呢？这就是刚才看到的哈密的戈壁滩上的化石，现在红框里面全是露在外面的露头。如果是我们要选择发掘地点，就得选这样的。这一两个平方米的范围之内有几十块骨头，里面密密麻麻非常多。如此多的翼龙为什么会被埋藏在这里？
这个明显地你可以看到，它上下的岩层是有点区别的，一看就乱七八糟的，大大小小混杂在一起。这就代表着这些翼龙被埋藏的时候，处于一个高能的环境、高能的事件沉积，当时发生了一件非正常的突发性事件。
什么样的非正常事件呢？有很多种可能，火山爆发、地震、泥石流，或者风暴。什么原因导致它死亡的呢？我们就要和环境联系在一起。
我们做古生物研究的最喜欢这种非正常的事件了。当然现在地震、火山、泥石流对人对动物的影响很大，大家都不喜欢。但是我们最喜欢地球历史上发生的这种事件了，因为它能保存大量的标本和化石。
事实上通过我们野外的观察，这个突发性事件就是一个湖泊的风暴。这片茫茫的戈壁上曾经有着一片巨大的湖泊，翼龙就生活在这里。
新疆是个非常美丽的地方，你只要一去就不想回来了。我们在这个地方，从2006年开始整整做了十几年的工作，每年要去两个多月。戈壁滩上没有人烟，而且没有通信信号，非常辛苦。但是有了发现以后还是非常高兴的。
我们早上北京时间出发，到晚上新疆时间回来。当时的路都不好走，去的话基本上要走三个半小时才能进去，三个半小时出来，七个小时，在戈壁滩上就感觉时间过得特别特别地快。
其实我们从2006年、2007年就有很重要的发现，但是一直没有发表成果，就是为了保护它。因为大家知道新疆有一个特殊的情况，就是戈壁滩很多，有大量的玛瑙、风凌石等一些漂亮的石头，很多新疆的朋友都要去捡石头。
如果这个地点大家知道了，他并不是有意的，但他好奇可能就去抠，一抠不就破坏掉了吗。这个遗址保护非常重要，所以我们直到2014年和地方政府合作，感觉可以保护好这个遗址了，才把这个文章发表。
在这里发现的翼龙我们命名为天山哈密翼龙，我们做了一个复原图，发表在《现代生物学》杂志上。
这是哈密发现的其中一个标本，里面骨头非常多，细细长长的，很多是完整的。里面尤其有很多头骨，还有牙齿，提供了许多线索。
我们先看看这些头骨，有的头饰又大又长，就像往前扑似的，另外一种头饰很小。大家想一想，头饰大小的变化是什么原因呢？
有人说也许头饰大小和个体发育年龄有关。但是哈密提供了这么一个机会，因为化石数量多，我们用40多个个体作对比，就发现从小到大不同年龄的翼龙，基本上都有两种大小不同的头饰。
我们想想现在动物头饰的变化，例如公鸡的大，母鸡的小。为什么呀？我吸引你，我们俩搞对象为了繁衍后代，这是生物的进化有驱动力。
所以我们就有了一个成果，头饰的变化代表它的雌雄个体的变化。我们做古生物研究，单单从骨骼上判断它是男的女的、是爸爸还是妈妈是很困难的。头饰是一个非常好的线索。
事实上翼龙有好多各种各样的头饰。中间这个头饰更大了，是在巴西发现的。
这么大的头饰是干什么用的呢？第一是性别展示，第二是保持飞行时候的平衡，而且在水里面捕食的时候可以提高准确性。如果我脑袋上啥也没有，往下飞的时候脑袋来回摆，我能抓住鱼吗？当然抓不住。
巴西的这个翼龙的头饰还有一种功能。它是像暖气片似的，散热的。翼龙现在认为它是一个热血的动物，恒温动物，为了保持恒定的体温就会有一些散热的地方。在一些标本头饰上也发现沟和槽的痕迹，就像我们的暖气片，一模一样的。
刚才的发现说明翼龙如果是同一个类群或者同一个属种的，头饰大小上会有差别，我是男的，你是女的，会不同。但没有头饰和有头饰，那可是不同类型的，你头上长了一个东西，我头上没长东西，完全是不一样的。
这是我们在哈密发现的，全世界第一枚三维立体保存的翼龙蛋。因为地层里面有挤压，以前发现的标本都是二维压扁的。为什么三维立体这么重要？它包含了许多二维的蛋无法提供给我们的宝贵信息，这个后面会说到。
我们对这个标本进行了研究。首先咱们第一眼看，它是软的，塌下去的。再仔细看，表面上有一些脆性的裂纹，说明它是硬的。因为翼龙是爬行动物，蛇也是爬行动物，所以我们就把翼龙蛋和蛇蛋进行了一些对比。
我们对它的表面进行了一些纹饰和显微结构的研究，然后对蛋壳进行研究，发现表面还有一些气孔。通过这些气孔，蛋的里边和外边可以物质交换，而且证明它必须在水里或水边生存产蛋。
说到这儿，大家可以看看世界上发现的第一个翼龙胚胎，这是2004年我和周忠和院士在Nature上发表的，是一个压扁的胚胎和蛋。从这个标本我们可以看到，小翼龙完全成熟了，牙齿、骨骼、翼膜、毛，都有了，所以我们认为它是一个早熟性的胚胎，就是它出生以后就会走路了。
这就涉及一个早熟和晚熟的问题。比如鸟类，鸡、鸭、鹅这些不会飞的原始一点的鸟，生出来的孩子它都长毛的，睁开眼睛就会自己跑，自己吃东西。但是对于进步一些的鸟，喜鹊或者燕子，它孩子出来以后还得父母照顾，抓虫子吃，身上不长毛。所以从胚胎来看，翼龙完全是早熟的。
后来我们的一个同行又发现另外一个标本，就是左边这幅图，中间有一个蛋，在翼龙的屁股后面。很有意思的是，当我们后来发现这一标本的反面，可以看到它肚子里面其实还有一个蛋。
这两个蛋就很有意思了，说明翼龙和现在的爬行动物一样是双输卵管。像鳄鱼一次下两个蛋，过去恐龙也是下两个蛋的，但是鸟已经退化了，它是单输卵管，一次下一个蛋。所以这样我们把翼龙这个地方就搞清楚了。
讲一讲鳄鱼。鳄鱼其实和鸟的关系很近，和恐龙、翼龙关系那就更近了，所以说我们要将今论古，将古论今，进行一些对比。为了研究翼龙，我们和三亚陵水的一个鳄鱼养殖场合作了很多年。
看看他们手里的两根长长的棍子是干什么用的？之前把一些死了的鳄鱼埋在地里，过了几年我们再把它的骨头取出来，研究它。旁边那个湖里边全是鳄鱼，不用棍挡着不把我们都吃了吗？
你看我们科考队员都是很高兴乐观的，两边都是鳄鱼池，搞不好掉下去你就没命了，但是大家还是挺高兴。
除了骨头，研究鳄鱼蛋也很重要。我们把鳄鱼蛋取回来，然后进行一些室内的研究工作。鳄鱼会和鸟一样做一个巢，趴在那下蛋，一般能下十几枚甚至六七十枚。取蛋的时候你要小心了，那个受精卵的蛋你不能翻动它，动了就不能孵化了。
鳄鱼一般七八岁性成熟就开始下蛋了，小的鳄鱼妈妈生的蛋就小一点，大的妈妈蛋就大一点。我们想知道母亲的体型大小差异会不会影响孩子的大小。其实变化不大，大蛋里的小鳄鱼长二十六七公分，小蛋二十四五，差不了几公分，但是胖瘦有点差别。这是我两个学生在测量。
鳄鱼一般70多天就出壳了。比较强壮的小鳄鱼自己就把蛋壳顶破出来了，小的、弱一点的顶不出来，顶不出来它就在里面叫。你们知道它怎么叫吗？像鸟叫似的，“咕咕咕，咕咕咕”。这时候我们就帮个忙，把蛋壳敲破，把它拿出来。
在孵化的时候需要控制它的温度，因为温度控制它的性别，爬行动物是这样的。我记得没错的话，31.5度的时候它就是雌雄差不多的。温度高，比如说32度，它是雄性多一点的，31度，雌性多一点。
正是因为这个原因，有一种观点认为恐龙的灭绝和这有关系。当时地球温度一变化，升高一两度，孵化出来全是男的，没有女的，它又不能繁殖，不繁殖它就灭绝了。当然这只是恐龙灭绝的一种观点。所以研究鳄鱼可以为我们提供很多线索。
回到胚胎，当时在哈密我们发现很多胚胎，这是一个标本，密密麻麻全是蛋，有两百多个蛋，还有一些头骨和头后骨骼，里面还有三维的胚胎，三维胚胎能提供给我们更多的信息。
大家记得吗，刚刚我们提到的二维胚胎告诉我们什么？翼龙是早熟的，出来以后就会走路、会飞翔、会吃东西了。但是三维的蛋告诉我们不见得是这样。
这是其中的一个胚胎，我们可以看到这有一些骨头和头骨。这个标本马上就要孵化出来了，但是我们发现它还没有牙齿。所以说我们认为它出来以后还不会主动地觅食，可能还要父母照顾一段时间。这是一种观点。
另外一个，我们从这个标本来看，其实肩胛骨突这个地方它还没发育。它这个肩胛骨突是干什么的呢？它是附着抬升翅膀的肌肉的——大圆肌，没发育的话它就飞不起来。
这是我们做的一个CT扫描。我们发现里边很有意思，它的肱骨不发育，但它的股骨头什么都有了。这说明它的前肢发育不完整，但是后肢已经发育得非常健全了，所以它出生以后很可能只能走不能飞。
如何判断这些标本里的翼龙多大岁数呢？我们做了一些骨组织学的工作，把骨骼切片来看看它的年龄。
我们发现它从胚胎到成年，好多骨骼组织结构长的速度是非常快的，而且它从亚成年到成年就已经是性成熟了。这个标本里显示，它两岁的时候死了，长得非常非常快。今天一席另外一位遗传学家讲到，长得快就寿命短，好像是这样的。
我们的第二篇文章，就是最近在Science上发表的，影响很大了，也配发有一篇评论。
我们和赵闯合作做了复原图，你看背景是个大的湖，前面妈妈还在照顾它们。
事实上当时这个复原图我们也做了好多次的改动，刚开始背景是山，湖很小。但从现在已经发现的标本来看，哈密这里有六七十个平方公里的翼龙富集面积，一平方米至少一个标本。那是多少个量级呢？六七千万个，至少这么多。
要多大的湖才能提供这么大的食物量？而且翼龙为了飞行的需要，它需要很高的热量和能量，鱼是它非常好的食物来源。所以这片戈壁曾经是一片面积非常大的湖泊。
我们现在画的这张图，你可以看到大风暴要来了。所有的翼龙，地上的、天上的、湖里的，都卷到一起了，快速地埋藏。为什么化石是散的？就是被风暴撕裂了。为什么它的骨骼保存得还那么好？因为是带着皮肉埋藏的。
它吃鱼其实是有证据的。这是我们在辽西发现的鬼龙，它的粪便里面就有很多鱼的骨头。
很有意思的是，鬼龙和巴西的玩具翼龙，包括头饰等等都非常非常相像。你们看巴西这个玩具翼龙的标本，下颌上插了一个树杈子，可能在飞行过程当中，它以为水面上漂了一条鱼，扑下去抓，结果好，鱼没抓住，把自己的命搭上了，树杈插到这儿了，自己把自己害死了。
这就是为什么我们和巴西合作了这么长时间，我们中国辽宁的一些化石和遥远的南美巴西的化石非常像，所以我们和巴西科学家从2003年、2004年一直合作到现在，做了很多很多很好的工作。
其实哈密这个动物群里面不光有翼龙，还有很多的恐龙、恐龙脚印，还有一些乌龟。更奇怪的是，恐龙的数量很多，种类也很多，但是翼龙六七千万个，就一个属一个种，包括成年的、亚成年的，大的、小的，它的蛋，它的胚胎。这不是伊甸园吗？这群翼龙在这个地方繁衍得那么好，非常非常奇特。
我前面讲到，我是一个古生物学家，也是半个地质学家，为什么是半个地质学家呢？因为我找过钻石，找过黄金，找过石油，还找过其他矿，最后就全找骨头了，但是骨头也是好东西。
其实一个人一辈子做不了几件事情的，最近这二十多年来我们在辽宁做了很多工作，发现了20世纪世界上最著名的热河生物群，带毛的恐龙、鸟、翼龙等等。它涉及鸟的起源演化，是非常非常重要的工作。
后来我从2008年开始在莱阳这个地方工作，莱阳是中国地质古生物学家最早发现恐龙化石的一个地点，我们年年挖掘，每年三个多月。希望你们有机会去，孩子们也可以去，现在都有动车高铁，非常方便。
我们的一个工作就是帮他们建了一个国家地质公园，我叫它白垩纪公园。世界上恐龙公园很多，中国也很多，但白垩纪公园世界上没有第二个，它现在叫白垩纪国家地质公园，建了一个博物馆，又建了两个遗址馆。
每年我们过去发掘的时候，有大量的来自全国各地的夏令营的小朋友去找化石，刚开始去他们也找不着，待个几天都能找到。而且你挖到的牙齿、碎骨头，都可以拿走，那是七千万年前的。我们也做了大量的科普工作。
其实我有一个心愿，就是把我们做工作的地方，把这些遗址研究好，保护好，利用好。然后建国家公园也好，世界公园也好，或者遗址博物馆也好，把这个好的东西留下来，留给子孙后代，造福地方老百姓。
我们现在和哈密的合作非常非常好，这个地方风景非常地优美，有各种各样的雅丹，各种各样的化石，那么密集那么丰富。我们希望去建一个国家的翼龙公园，然后建翼龙博物馆，最后让大家都喜欢，都去。
谢谢大家。
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