如何在巖壁洞穴中尋覓古生物化石？

廣西崇左地區(qū)奇異的喀斯特地貌每年都會(huì)吸引許多游人前往參觀，而在這些崎嶇秀麗小山的巖壁洞穴中，還藏著千萬(wàn)年前古生物的秘密，等待著科研人員去發(fā)掘研究。

近10年來，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員張穎奇團(tuán)隊(duì)就扎根廣西崇左，在其喀斯特地貌的洞穴間展開“地毯式”調(diào)查工作，挑選了22處洞穴化石地點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)性的樣品采集，并和國(guó)內(nèi)外合作的研究者們一起基于這些樣品進(jìn)行分析，一步步揭秘了史上體型最大靈長(zhǎng)類動(dòng)物——步氏巨猿的生活細(xì)節(jié)乃至滅絕原因。相關(guān)成果于前段時(shí)間發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）雜志。

洞穴探險(xiǎn)是一項(xiàng)具有專業(yè)要求的風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)，而并非專業(yè)“探洞”選手的科研人員是如何又為何要“飛檐走壁”地在洞穴間開展古生物調(diào)查工作？近日的采訪中，張穎奇分享了團(tuán)隊(duì)考驗(yàn)心理和身體素質(zhì)的洞穴科考工作經(jīng)歷，以及團(tuán)隊(duì)未來的科研計(jì)劃。

考驗(yàn)心理和身體素質(zhì)的洞穴科考

不同的區(qū)域進(jìn)行古生物科考調(diào)查會(huì)有不同的特色，廣西喀斯特地貌區(qū)域洞穴科考的特色大約可以概括為攀山鉆洞，攀陡峭的山，鉆錯(cuò)綜復(fù)雜的洞。

“體力好是最基本的，除此之外，還得有膽量，不能害怕，還得學(xué)習(xí)洞穴探險(xiǎn)的相關(guān)技術(shù)，尤其是單繩技術(shù)，了解如何利用繩索在洞穴中上下。”張穎奇表示，并不是所有人到了科考現(xiàn)場(chǎng)都能直接開始做調(diào)查，必須得經(jīng)過一定訓(xùn)練，有了洞穴探險(xiǎn)的基礎(chǔ)知識(shí)，才能參與調(diào)查。

在南方喀斯特地區(qū)爬山，和我們通常理解的爬山不太一樣。在山腳時(shí)，需要穿越茂密的植被，有時(shí)還要在有刺的荊棘中硬生生開出一條路。再往上走，許多洞穴附近卻又沒有植被了，只剩下近乎垂直的巖壁。為了能到達(dá)這些山體險(xiǎn)要處的洞穴，張穎奇團(tuán)隊(duì)的科研人員們常常得把自己掛在登山繩上，在懸崖峭壁間攀爬，體驗(yàn)“命懸一線”的感覺。

順利到了洞穴中，也不是在地面上隨意搜尋就能發(fā)現(xiàn)化石。洞穴內(nèi)很黑，配備頭燈是必需的，而且許多洞穴內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯(cuò)綜復(fù)雜，就像一個(gè)三維的大迷宮，除了斜坡、轉(zhuǎn)彎，還可能出現(xiàn)直上直下的路，需要借助特殊的洞穴探險(xiǎn)裝備和技術(shù)向下降落或向上攀爬。

“我們有一套嚴(yán)格的操作規(guī)程，必須得按照它來，如果違反就有可能會(huì)出危險(xiǎn)。當(dāng)然，不管你準(zhǔn)備得再充分，技術(shù)儲(chǔ)備再完備，在野外還是會(huì)常常遇到意想不到的情況。”張穎奇回憶，尤其是某些需要在崖壁上橫移的時(shí)刻，并非專業(yè)洞穴探險(xiǎn)人員的他，常常會(huì)進(jìn)退兩難，加之有時(shí)的炎熱天氣，貼在崖壁行走時(shí)可能會(huì)大汗淋漓，甚至無(wú)法保持思維清醒，“好多時(shí)候都是這樣，但基本上都過來了”。

在多年的洞穴科考中，張穎奇研究團(tuán)隊(duì)也逐漸摸索并總結(jié)出適用于廣西喀斯特峰林峰叢地貌的“崖壁洞穴調(diào)查方法”，使得研究團(tuán)隊(duì)可以高效且系統(tǒng)地開展洞穴調(diào)查、評(píng)估和發(fā)掘工作。

為什么要在高處的洞穴尋找步氏巨猿化石？

張穎奇團(tuán)隊(duì)的研究中，步氏巨猿的化石點(diǎn)都出現(xiàn)在廣西的洞穴里，是因?yàn)樗鼈冊(cè)?jīng)都生活在這里嗎？答案卻并非如此，張穎奇表示，洞穴并不是巨猿的棲息場(chǎng)所，而它們的化石會(huì)出現(xiàn)在洞穴深處的真正原因其實(shí)是流水的搬運(yùn)作用。

在我國(guó)南方喀斯特地區(qū)洞穴形成的過程中，會(huì)有一些季節(jié)性的流水。洞穴外如土這樣的碎屑性堆積物會(huì)在水流的作用下夾雜著動(dòng)物牙齒、骨骼等進(jìn)入洞內(nèi)。之后，隨著時(shí)間的推移，其中的部分就會(huì)保存成化石。

此外，在尋找步氏巨猿化石時(shí)，張穎奇團(tuán)隊(duì)往往會(huì)選擇位置較高、常人難以到達(dá)的崖壁洞穴開展工作。這一方面是為了能找到受人為破壞更小的洞穴，另一方面則能提升找到巨猿化石的概率。

因?yàn)樵?0世紀(jì)五六十年代，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等需要，中國(guó)南方喀斯特地貌地區(qū)的許多農(nóng)民都會(huì)到洞穴中挖硝土，對(duì)許多低矮洞穴中的化石造成了較為嚴(yán)重的破壞。

而按照一般規(guī)律，在廣西崇左地區(qū)，洞穴位置越高，其年代就越久遠(yuǎn)，“年代老的時(shí)候，步氏巨猿的種群數(shù)量也是比較大的，不像它快到絕滅的時(shí)候，種群數(shù)量就萎縮了。所以在高的地方去找，找到步氏巨猿化石的概率會(huì)更大。”

尋找步氏巨猿化石的探洞之旅仍在繼續(xù)

截至今年，張穎奇研究團(tuán)隊(duì)在廣西崇左地區(qū)的洞穴中尋覓步氏巨猿化石線索已接近10年。當(dāng)下，團(tuán)隊(duì)獲得的步氏巨猿化石已經(jīng)讓學(xué)界明晰了步氏巨猿的滅絕原因，不過張穎奇表示，團(tuán)隊(duì)對(duì)步氏巨猿化石的尋找工作還將繼續(xù)。

因?yàn)閺牟绞暇拊匙铋_始被發(fā)現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)至今的80余年間，科學(xué)家們僅找到了它們的一些牙齒以及4個(gè)不完整的下頜骨，這意味著這些遠(yuǎn)古巨猿身上還有許多有待揭曉的謎團(tuán)。“比如它們完整的下頜長(zhǎng)什么樣？顱骨有哪些特征？顱后骨骼是什么樣的？我們都完全不知道。”因此，只有通過科研人員們?cè)诓粩鄬ふ抑邪l(fā)現(xiàn)以前未找到過的化石材料，才有可能進(jìn)一步地了解步氏巨猿。這并不是一項(xiàng)容易取得的進(jìn)展，且不說洞穴科考工作的艱辛，采訪中張穎奇曾坦言，步氏巨猿新化石的發(fā)現(xiàn)是可遇不可求的，或許要耗費(fèi)一生的時(shí)間去尋找。但對(duì)傳承巨猿科考工作的使命感，讓他有堅(jiān)持找下去的動(dòng)力。

1956年，廣西第一次發(fā)現(xiàn)原位埋藏的步氏巨猿化石時(shí)，就是中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的科學(xué)家們?cè)谶M(jìn)行研究，隨后這項(xiàng)工作一直綿延至今，跨越了數(shù)十年、幾代人，“我的老師也是在做相關(guān)工作，這個(gè)事情總得傳承下去，因?yàn)樗强茖W(xué)界、古人類學(xué)界的一個(gè)謎，總得有人去繼續(xù)工作，破解謎題，可以說，這個(gè)工作已經(jīng)刻進(jìn)了我們的骨子里。”

幸而，經(jīng)過多年的摸索，張穎奇認(rèn)為不論是在對(duì)步氏巨猿的調(diào)查方法還是調(diào)查思路上，研究團(tuán)隊(duì)的相關(guān)工作都已進(jìn)入了良性循環(huán)，“在我們的調(diào)查中，能夠找到的步氏巨猿化石點(diǎn)也越來越多，希望將來有一天能找到它們的突破性材料”。

洞穴中仍有許多神秘化石靜待研究

張穎奇團(tuán)隊(duì)在廣西喀斯特地貌的洞穴中調(diào)查挖掘時(shí)，常發(fā)現(xiàn)的基本為牙齒化石，“通常，我們?cè)谕诰蛞粋€(gè)洞穴時(shí)，找到的全部都是牙，其中食草類動(dòng)物的牙齒偏多，比如發(fā)掘了1000個(gè)牙齒，可能其中800個(gè)都是它們的”。

這并不是一項(xiàng)容易取得的進(jìn)展，且不說洞穴科考工作的艱辛，采訪中張穎奇曾坦言，步氏巨猿新化石的發(fā)現(xiàn)是可遇不可求的，或許要耗費(fèi)一生的時(shí)間去尋找。但對(duì)傳承巨猿科考工作的使命感，讓他有堅(jiān)持找下去的動(dòng)力。

對(duì)于“牙齒大豐收”，科學(xué)家目前推測(cè)是由于牙齒為動(dòng)物身體里最堅(jiān)硬且致密的組織之一，就算在洞穴堆積的過程中隨著水流移動(dòng)，也不易因?yàn)榭呐鰯D壓破碎，最終才能形成化石，而骨骼則相較牙齒脆弱，在搬運(yùn)的過程中容易受損，保存過程中還會(huì)受到豪豬等嚙齒類動(dòng)物的啃咬，難以形成化石。

不過凡事也有例外，在談到科考時(shí)的趣事時(shí)，張穎奇回憶，在從前的科考中遇到過一些化石埋藏情況非常好的洞穴，“我們把這種情況稱為特異埋藏，里面保存的化石非常好，出乎意料的精美，和之前找到的化石種類完全不一樣”。

他介紹，在這些洞穴中，并沒有常見的食草動(dòng)物牙齒，卻都是各類食肉動(dòng)物的頭和骨骼。這些骨骼的所屬者大到大熊貓、熊、豹，小到靈貓、黃鼠狼都有，構(gòu)成非常豐富，而且頭骨和下頜還都處于咬合在一起的狀態(tài)。

對(duì)于這樣的驚喜收獲，張穎奇表示，還沒有開展具體的研究工作，“等研究工作開展起來了，可能就會(huì)有更多更有意思的事情可以給大家披露。”雖然張穎奇團(tuán)隊(duì)一直在尋找步氏巨猿，但其實(shí)他們并非僅研究步氏巨猿，探究古人類、哺乳動(dòng)物中某些重要門類的演化等也在他們的工作范疇中。

◎ 來源|澎湃新聞