中科院古脊椎所：升級跨入「一三五」

鄧濤在野外考察中

研究所辦公大樓

■本報記者 王晨緋

我國古生物資源得天獨厚，地層發育齊全，剖面連續完整，化石豐富多彩，堪稱世界之最。坐落在北京西二環邊的中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（以下簡稱古脊椎所）是一個歷史悠久的小所，在喧囂中安靜地探索地球的生命起源、演化歷史以及氣候環境變遷。

「一二三」成績斐然

古脊椎所立所始於北京猿人第一頭蓋骨的發現，發展至今，研究方向擴展成整合古生物和現生生物資料，面向世界科學前沿開展古生物學、古人類學和演化生物學關鍵科學問題的探索與理論研究。

雖是中科院最小的所之一，卻有近90年的歷史，沉澱了良好的學術氛圍，產生了許多令人矚目的科研成果。

2010—2014年，古脊椎所就有33篇論文發表於《自然》和《科學》上。研究所已經成為中國地球科學和生命科學在國際學術界享有盛譽的科研機構之一。

「『十二五』期間，我們努力建設中國古脊椎動物與古人類學領域的四個中心，即科研和學術思想中心、科技人才培養中心、化石標本和現代骨骼標本收藏中心以及科學普及中心。」古脊椎所副所長鄧濤在接受《中國科學報》記者採訪時表示，四個中心的逐漸建成，也意味著古脊椎所離努力實現「四個一流」的戰略目標不遠了，即一流的成果、一流的人才、一流的設備、一流的文化。

古脊椎所在「十二五」期間開展了古生物學、古人類學和演化生物學關鍵科學問題的探索與理論研究，運用新技術、新方法促進傳統形態學與系統學研究朝定量、數字化與大數據方向發展，大膽創新，在多個研究領域取得了一批具有重要國際影響的原創性成果，部分成果屬於國際一流水平或處於國際領先水平，報道了諸多重大發現，提出了各種理論假說。

其中，兩個重大突破方向就產出了重大的成果。近20年來，現代智人（現代人）起源一直是國際古人類學研究的前沿與熱點。相互對立的「非洲起源說」和「多地區進化說」一直在進行著激烈的爭論。而古脊椎所從事現代人起源、演化研究的科學家們發現了湖南道縣、安徽、廣西武鳴等地的多處人類和巨猿化石地點。

「湖南道縣的人類化石早至12萬年前，這個時間比通常認為的現代人走出非洲到亞洲的時間還早。」鄧濤指出，這為激烈的爭論貢獻出一個有力的證據。

與此同時，古人類DNA研究成果入選《自然》雜誌，「2014年度十大科學事件」，廣西崇左智人洞10萬年前人類化石研究入選2010年度「中國科學十大進展」。

「重大突破之二，《中國古脊椎動物志》的編研工作已正式出版8冊志書，2冊已經完成了書稿，預計全套《中國古脊椎動物志》將於2018年最終完成。」鄧濤說。

完整的《中國古脊椎動物志》的出版是一項立典性的基礎工作，將使我國獲得相對完備的、系統的古脊椎動物基礎信息資料，同時為我國脊椎動物化石資源保護提供重要的科學依據。在國際古生物研究領域，該志書無疑將會成為古生物學研究者必備的參考文獻。

「一二三」中的三個重點培育方向均孕育出了重要發現。在脊椎動物主要類群的起源和演化方面有振奮人心的發現，幾個關鍵環節研究取得重大突破。有關鳥類起源的研究入選《科學》「2014年十大科學進展」。

依託中國大量新生代陸相沉積盆地，利用其剖面連續和化石豐富的有利條件，對新生界各階進行了層型研究，發表了一系列論文，已確定各個層型的候選剖面，理順哺乳動物演化序列，並篩選出具有代表性和實用性的哺乳動物化石生物標誌，為建立和完善中國的陸相地層生物年代框架奠定了堅實的基礎。

新學科增長點——高精度CT、同步輻射技術在古脊椎動物學研究的應用，取得了一系列成果。古脊椎所作為第二完成單位參與的高精度CT的研製和應用獲得了2014年北京市科學技術獎三等獎。

「一二三」擴展為「一三五」

「十三五「期間，古脊椎從「一二三」內涵擴展為「一三五」。

「根據目前掌握的古人類化石地點或線索，有望新發現一批直立人化石。結合年代測定工作，有可能對直立人在中國出現的最早時間及其與早期智人之間的關係方面取得新的突破。」鄧濤解釋突破之一，從智人起源的研究深入到直立人的進化。

而脊椎動物鳥類的進化研究是古脊椎所的強項，他們在新的五年里，在綜合研究中生代特異埋藏生物群的任務中，將繼續著重研究恐龍到鳥類的進化過程。這也是古脊椎所突破之二。

鄧濤告訴記者，早期的魚類因為無頜不能閉嘴，從無頜類到有頜類研究的實施將帶動國際上對有頜類起源、早期演化以及相關古環境等的研究。這樣成為古脊椎所的第三個突破，重點探討一些重要解剖學特徵在這些早期脊椎動物類群之間的同源性問題，完善有頜類各大類群性狀分析資料庫，並據此開展深入的系統發育分析，從而完善有頜類的早期演化框架。

「我們的五個重點培育方向的研究內容包括：哺乳動物群的演替和轉換與青藏高原隆升過程的聯繫，探索脊椎動物演化的環境背景與制約因素，大滅絕前二疊紀的脊椎動物群以及大滅絕後的復甦及輻射，中國古人類化石的DNA提取和分析技術手段，以及建立優化的世界領先的SRX成像方法。」古脊椎計劃在實施「一三五」的過程中，積極推動「生物演化與地質環境」卓越創新中心的建設。

「生物演化與地質環境」卓越創新中心的內涵則是圍繞古生物學、地層學和第四紀環境研究前沿領域，依託我國特有的地質資源和最新技術手段，整合多學科的研究進展，在重要生物類群的起源、輻射、滅絕和復甦過程，高精度的全球地層對比，以及生物與環境的協同演化機理等研究領域做出一批原創性、有重大國際影響的科學成果，發展並豐富生物演化的有關理論，鞏固我國在這一領域的國際領先地位。

朝陽學科前景光明

「全新的科研方法和手段的積極探索和採用，催生了新學科增長點和原創性成果。」鄧濤總結「十二五」期間產出成果的經驗。

「十二五」期間古脊椎所著力推進高精度CT的應用和升級改造，增加了面探測器，極大地提高了設備的使用效率，產出了一系列處於國際前沿的研究成果。同時，聯合高能物理研究所研製專門用於古生物板狀化石掃描的高精度CT，目前已安裝到位開始運行，設備用於進行古生物板狀化石精細器官及內部微觀組織的斷層掃描和三維立體重建，推動並加快了我國古生物學科研究領域的工作，為保持我國古生物學在世界上的領先地位起到重要作用。

鄧濤認為，現代人的起源和演化，一直是人類學和考古學研究的一個研究熱點，我國具有世界上無可比擬的人類化石和骨骼樣品，但我國人類的遺傳結構以及演變過程，即「中國人」的起源，依然十分模糊。其中，一個主要原因就在於缺乏國際公認的開展古代DNA分析的技術平台。因此，在新的五年里，古脊椎所將與馬普學會聯合建設分子古生物學實驗室。

據了解，通過該平台的建設，可望極大地彌補我國在此方面的空白，從DNA角度上建立我國人類起源與演化的精細時空框架。尤其是通過與德國馬普學會進化人類學研究所的國際合作，可望在短期內完成這一平台的建設與提高。

鄧濤還透露，古脊椎所還計劃以古脊椎所館藏的珍貴標本為基礎，吸納並整合國內的現有資源，創建「國家古脊椎動物與古人類標本及數據中心」，促進我國古脊椎動物學和古人類學的可持續發展，保持我國在此領域的國際領先地位。

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