蝌蚪阅读指导

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冰川时期的坚果邵松松

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乱颤的原子魏渊

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恐龙都去哪了?张连敏

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鱼刺的沧海桑田单少杰

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生物学界的福尔摩斯王永超

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科探龙吟 意造鸟羽孙东临

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那个家伙和小智张蕊

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你从哪里来,我的大脑?张雨晨

冰川时期的坚果 邵松松

系列动画电影《冰河世纪》风靡全球,但拥趸最多的不是树懒、不是猛犸象、不是剑齿虎,而是那只自始至终秉承不抛弃、不放弃精神的松鼠。它的可爱形象深入人心,几乎所有看过电影的人都对它追逐坚果未遂的桥段津津乐道而又扼腕惋惜。《冰河世纪》故事的背景发生在二百万年前的第四纪冰期,回忆一下电影里铺天盖地的冰川,即使身处温室,也不由得打个冷战。

第四纪冰川是地球史上最近一次大冰川期,分为四次亚冰期、三次间冰期和一个冰后期。在声势最为浩大的一次冰期中,全球大陆有32%的面积被冰川所覆盖。32这个神奇的数字在冰川时期就为杨坤老师埋下了丰富的理论支持。当然,这是一句调侃,对今天的我们意义非凡的地方在于,原始人类正是在第四纪冰期和间冰期的气候变化中,发展成为现代人的。

第四纪冰川不仅催生了人类的进化,同时也塑造了当今世界上许多叹为观止的奇特景观。以我国为例,第四纪冰川的范围就包括大家所熟知的长白山、大、小兴安岭、崂山、泰山、华山、太白山、秦岭、五台山、太行山、西藏高原等。冰川吐出的冰舌肆无忌惮地向着山麓和平原流溢,描画着大地的表情。

如果把地球比作一张宣纸,而冰川则是上帝用来泼墨的毛笔。冰川之所以能够这么大手笔地改写地形地貌,主要跟冰川的构成有关。冰川说白了就是冰的河流,跟水的河流一样,冰川也会流动,只不过流速太慢。就算在冰川移动时安装一个进度条,快进一百倍,肉眼仍无法分辨。冰川在流动的时候,会摩擦冰床。不同于水流对待河床的温柔,冰川摩擦起冰床来可谓“冰光四溅”,就像木工用刨子在凹凸不平的木板上擦出刨花。这些被刮下来的岩石表面不可避免地留下了冰川的刻槽和刮痕,就好像是盖了一枚阴文的印章,宣布了所有权。接下来,冰川会裹挟着这些刨下来的岩块全球暴走。经过数十万年的流浪,度过漫长的第四纪冰川期,借着气候变暖的契机,聚集了几百万年的冰川开始了瓦解和消融。曾经被冰川“果腹”的那些石块得以重见天日,这就是为什么一些零散的大岩块会醒目而别扭地出现在与其迥然不同的岩层旁。答案就是它们是来旅游的,不过这行程比较漫长。

现在让我们利用《冰河世纪》电影中一个非常重要的道具,借助一种奇妙的方式,再现冰川流动的奇景。想象一下,这里是斯堪的纳维亚半岛,现在是第四纪的冰川明德冰期某年一个相对温暖的夏季,成群的鱼儿在悦动的河水里飞快地游动,仿佛天空投射在水面的一片云影,陆地上,各种穿着天价皮草的动物们愉快地撒着欢。我们故事的主角——《冰河世纪》里那只命苦的松鼠在精疲力倦之后放弃了那枚美味的坚果。落入水中的坚果随波逐流,远离故土。冰川时期的夏季是奢侈的,转眼又到了冗长的冬季,那枚坚果被冻结在一座庞大的冰川里。冰川从斯卡的纳维亚半岛启程,开始了一场华丽的冒险,经过北海、波罗的海的过渡后,只身来到不列颠群岛,在那里遭遇了当地山脉的阻击战,被强行割裂开来,一分为二。一部分搁浅在当地,另一部分则漂泊到西伯利亚,然后横跨干涸的白令海峡来到阿拉斯加。就在上文悠闲的描述中,时光则匆匆荏苒到了现在。你会在爱尔兰一些地方惊讶地发现只在斯卡的纳维亚地盾区才有的古老变质岩,还有一颗保存完好的坚果。

我们今天看见的一切,都是从亿万年间一个不经意间的瞬间开始演变的,也都是经历亿万年的施工才最终落成。所以,多走出去感受一下大自然的鬼斧神工吧。即使现在是寒冷彻骨的冬季,也有巍峨壮观的美等待着你去发现。而且,说不定哪一天,我们的地球就会重新进入下一个冰川时期呢?


专家点评:

借用电影《冰川世纪》中的“道具”,讲述了冰川亿万年间的神奇“冒险”,展现了一个奇妙的世界。——尹传红

乱颤的原子魏渊

朋友最近总觉头晕想吐,于是把我喊去陪他上医院。大夫望闻问切一番,认为多休息休息注意保暖就好。朋友还是不放心,大夫便建议他先做个CT,不行的话再磁共振看看。磁共振?这个名词让我不禁想到高中化学做题,经常碰到的核磁共振检测有机物中官能团类型来推断其化学式(当时觉得这种题相比那些纯记忆性的有趣多了)。看名字,核磁共振、磁共振傻傻分不清楚, 多个少个“核”差别这么大吗?

原子弹蘑菇云的震慑,核电站核泄漏的恐慌,我们向来都是谈“核”色变的。事实证明朋友担心是多余的,我的猜想也是多余的。磁共振听上去无非是和CT一样,检查而已。不过一旦带上“核”,一些患者听到核磁共振——“这带‘核’字是有辐射的吧” ——便会浑身不自在。院方考虑到患者的心情,也怕一些患者甚至一些医者误解与核医学(同位素标记追踪药物作用位置等,这个就确实是有放射性了)有关,但这么好的技术怎么能因为误解而不使用呢,因而去“核”改为磁共振吧。不过听那位大夫的口气,磁共振大概是CT的升级版吧。

CT大家应该都很熟悉,和拍片子差不多,事实上拍片子和CT都是用X射线扫描。不过通常说的拍片子是用X射线穿透人体得到图像。而CT (Computed Tomography)是电子计算机断层扫描,顾名思义,用X射线对人体某个断面进行扫描,检测器接收透过的X射线量并通过计算机重建出图像。这字面上与核毫不沾边的CT倒是真的有少量辐射。就效果和磁共振作比,二者也算平分秋色。CT偏向硬组织(骨组织),到软组织一块就得求助磁共振了。

磁共振去了“核”,那核磁共振的英文Nuclear Magnetic Resonance当然也不能落后呀,因而现在通常称作MRI(Magnetic Resonance Imaging),即磁共振成像。和CT类似,它也是需要捕捉信号,再用计算机反推出图像。不同的是,这里可不用X射线,“核”可不是空穴来风。要得到图像,首先要得到些信号。通常情况下原子核自旋轴(假想)是无规律排列的,因此我们先给它外置一磁场,让自旋的核认真排好队。接下来,我们先加上个射频激发一下这些原子核们,给点能量让他们高兴高兴;趁一个不注意,撤去射频,刚刚还手舞足蹈的原子核蔫了,一下子回到原形,把本不属于的能量交了出来。而这释放出来的微弱的能量,就是我们想得到的信号。计算机根据这空间上不同的能量变化分布从而建立出更直观的磁共振图像。

也许你在纠结,怎么凭空冒出来个自旋轴?还是假想的?量子力学的科学家们通过理论推理、实验论证认为:基本粒子可视为是不可分割的点粒子。我们总说一切从简,这次真的彻底简化了。那么问题来了,一个点,连大小都没有,哪来有大小的轴呢,所以又哪来的自转呢?但是像电子这些粒子确确实实存在着自旋角动量啊。所以说什么事情一旦到了量子级别都会变得很神奇。天才的科学家们为了合理解释这些已知事实,把粒子这与生俱来的自旋视为基本粒子的内在性质。因此,一些情况我们也是为了简化问题而假想一个自旋轴。想到很多家长说小孩坐不住,看书都不老实。原子也就是小孩子呀,看不到转动但就是抑制不住内心的翻腾乱颤。

所以说磁共振只是加些磁场射频,对人体还是没什么影响的。不过呢,MRI也有些局限性,比如体内有心脏起搏器等含金属材质的患者是不能做核磁共振的。空间上加一个巨大的磁场,铁磁性金属影响成像不说,磁场作用下,金属在体内如果移动的话……不敢想象啊!

MRI只是利用核磁共振这一物理现象便在医学上有了很大的突破。其实除开医学,还有很多方面都有在利用核磁共振的,食品管控、药物分析,地质勘探等等。所以嘛,很多家长说小孩坐不住,如果原子驻足不乱颤……说不定不用我们费劲的加磁场,它就自觉地播报信息,还附带详细的数据分析呢。


专家点评:

构思好,语言谐趣,“现场”感较强。——尹传红

恐龙都去哪了?张连敏

“花如解语还多事, 石不能言最可人。”石头不会说话,却是有它独特的语言, 而化石更善于诉说。

神秘失踪的恐龙

恐龙是距今约2.2亿年到6千6百万年的远古时期的王者,然而物极必反,6600万年前,统治地球长达一亿多年的它们遭到了灭顶之灾,神秘消失。灾祸降临得太过突然,恐龙猝不及防,只遗留下一堆堆的骨骼化石,龙子龙孙们都没来得及孵化,以蛋的形式卧藏在岩石中,静候千万年,等待人们的发现。

为什么如此强大的恐龙在灾难面前又显得如此不堪一击?这已随着恐龙的灭绝成为千古之谜。我们只能从自然赋予人类的珍贵遗产——化石入手研究推测,研究过程中,恐龙蛋化石功不可没。

1923年7月,美国纽约自然史博物馆古生物学部主任安德鲁斯率领的考察队在我国内蒙古地区以及蒙古人民共和国南部戈壁沙漠的成功挖掘出第一颗恐龙蛋化石,震惊了世界。这是古生物研究史的重大里程碑。

这些蛋化石表面有着高低不平的瘤状纹饰,蛋壳中分布有管径不一、走向不定的气孔。气孔的存在保证了胚胎发育时的所需的气体交换,而较小的管径也避免了蛋内水分过度的蒸发。同如今的鸟蛋或是鳄鱼蛋一样,恐龙的卵被一层坚硬的、方解石晶体组成的蛋壳保护着。这层蛋壳能经受得住一般外力的压挤,使得胚胎免受损伤。

如今,我们看到的一般是已经发生过矿物替代等作用的钙质外壳,卵黄和卵白等有机质成分也已在石化过程中被分解了。有些蛋还保持着原来的形状,蛋壳里填充着外来的方解石或是泥沙,还有的蛋保存有胚胎骨骼。

谁能破壳成龙?

其实,灾难并不是一点迹象也没有。

白垩纪末期,美洲大陆西部,一只魁梧的暴龙立在土丘前,用尖利的爪子刨出一个大坑,小心翼翼地把卵产在里面,随后,用尾巴把沙土轻轻拂在卵上。

确定四周无危害之后,暴龙不舍地离开了。到了孵化期,暴龙再次回到了产卵地,满怀期望地等待着新生儿的破壳,然而,一分钟、一小时,甚至几天都过去了,恐龙蛋还是没有动静。暴龙心凉了,它的孩子们没有机会看一眼蓝天碧水。

这是它第二次经历这样的噩梦了!暴龙开始哀嚎,它简单的大脑可能永远没法明白,恐龙蛋怎么就变得难以孵化了呢?其实,在白垩纪末期,恐龙蛋不易孵化已成为普遍的现象。

从晚白垩纪世开始,恐龙这一曾经的地球霸主便逐渐衰落。暴龙是白垩纪末期生物大灭绝事件前最后灭绝的恐龙之一。

恐龙蛋化石如是说

恐龙蛋无法孵化,恐龙灭绝,一系列的灾难让人蹙眉深思:那时到底发生了什么?关于恐龙灭绝的原因,假说有数十种:陨星体撞击地球说、火山喷发说、古气候变化、古地磁倒转、板块解体、天体影响、地质构造运动、植物毒化等等。但这些假说都有不足之处,后来,学者对恐龙蛋化石进行研究后,又提出了许多新假说。

恐龙之所以能在中生代时期称霸,拥有完善的蛋壳结构和功能是一个重要的原因。那么,会不会是蛋发生了什么才引起了孵化困难和最终的灭绝呢?

学说一、恐龙蛋厚度变化导致恐龙灭绝说。人们发现,绝大多数恐龙蛋化石都是从白垩纪末期开始形成的。科学家猜想,这是因为之前的恐龙蛋都完成孵化,不容易形成化石。到了白垩纪末期,一种未知的因素,或是板块解体,频繁、猛烈的火山喷发导致的恶劣环境,或是外来辐射等使得恐龙蛋外壳发生异常,蛋壳变薄或是增厚。壳薄易碎,增厚则会使得胚胎因缺氧而死亡。

学说二、环境元素异常导致恐龙蛋结构变异,难以孵化。

河南西峡是闻名世界的恐龙蛋发祥地,数量多,类型丰富。古生物学家分别对西峡晚白垩世地层中恐龙蛋、围岩进行了采样,并做了中子活化分析(注一)。结果发现,在恐龙蛋化石中,铱元素和锶元素含量异常,他们推测,这两种异常元素的共同作用导致这一时期大量恐龙蛋在形成时就已遭受污染,孵化发育机能紊乱,恐龙蛋的结构出现异常和病变,最终没有孵化出壳。这也就解释了为什么西峡盆地富集大量恐龙蛋化石。

但是如何用这个理论去解释胎生恐龙的灭绝呢?

许多有待破译的信息隐藏在化石中,随着科技的发展,重要性愈加显著。当然,关于恐龙究竟是如何灭绝的,正如很多学者的观点,我们谁也没亲临其境,所以谁也不知道,只能基于现有的研究做出合理的推测。相信仍会不断有人解密的,化石会默默地在一旁给出适时地启示。

注一:用反应堆、加速器或同位素中子源产生的中子作为轰击粒子的活化分析方法,是确定物质元素成份的定性和定量的分析方法。

参考文献:

《第一枚恐龙蛋发现史解谜》,邢立达,《生命世界》,2005-03-15;

《中国恐龙蛋研究的历史与现状》,季强,《地球学报》, 2009-06-15;

《河南西峡上白垩统恐龙蛋化石微量元素组成及古气候探讨》,张玉光、裴静,《古生物学报》,2004-04-30;


专家点评:

结合科学发现和相关学说,从多个角度和层面探讨了恐龙灭绝之谜。文笔流畅,趣味性、可读性强。——尹传红

鱼刺的沧海桑田单少杰

荷锄时趁月明归,稚子依依候竹扉。竞说田家风味美,稻花落后鲤鱼肥。作为一种既营养又美味的食材,鱼肉自古就是人们餐桌上不可或缺的一部分。旦美中不足的是,鱼肉虽好吃,鱼刺却麻烦。不小心扎到了嘴还算小事,要是卡在喉咙,刺破食道,引起了感染,可真不是闹着玩的。

这惹人厌的鱼刺是怎么来的?它又将何去何从呢?

鱼刺,从形态上可分为大小两种,大鱼刺就是鱼的脊椎骨,常见的食用鱼基本都有,而小鱼刺,学术名叫肌间刺或肌间骨,则只有鲤鱼等部分鱼种才有。如果说大鱼刺可以轻松剔除的话,那小鱼刺则真可谓防不胜防,它们又小又细,还特别尖,稍不留神就会被吃进嘴里。其实无论是大鱼刺还是小鱼刺,都是鱼骨骼系统的重要组成部分,虽然它们影响着我们享受美食,但如果鱼类没有进化出这些鱼刺,也许我们根本就没有机会吃到它们。

现在,让我们把时光倒转,从那神秘的寒武纪开始,去看看鱼刺传奇般的沧海桑田。

那时候的地球,七大洲尚未分开,陆地上荒芜一片,只有少量的藻类植物和苔类植物在湿润地带星星点点地存在着。而当年的海洋里,虽然早已有了生命的萌芽,却仍远不及今天热闹,在海中游荡的多是一些结构简单、进化原始的生物。就在这其中,有一类蠕虫状的原始无头类动物率先进化出了最早的脊索结构(无头类指脑的分化程度低,无头骨包裹的动物)。后来,少部分原始无头类动物特化为头索动物和尾索动物,而大部分则随着时间的推移进化为原始有头类生物。自此,脊椎动物的老祖先正式登上生命的舞台。

时间进入奥陶纪,原始有头类生物在一次次的生存竞赛中逐渐进化出了鱼的形态,不过那时候的鱼还没有上下颌结构,生物学家把它们成为无颌类。因为没有上下颌,所以它们还不能自由的控制取食器官——口的开闭,食物种类自然匮乏,所以大部分的无颌类都在泥盆纪末期灭绝了。但是在泥盆纪之前的志留纪,一部分无颌类为求生存进化出了颌的结构,成功拓宽了取食范围。自此,它们在海洋里兴盛起来,并一路高歌猛进的活到了现在,变成了现生的各种鱼类。

就在它们高歌猛进的同时,为了适应不同的环境,有颌类生物还分化成了软骨鱼和硬骨鱼两只大军。现在的海洋霸主鲨鱼就是软骨鱼中的杰出代表,可惜的是因为它们没有骨化的骨骼,所以能变成化石证据保存至今的不多,因此我们对于软骨鱼家族进化之路还不甚了解。反观硬骨鱼家族,留给我们的化石证据则相对充裕,让我们有机会一窥它们征服江河湖海的历史。

我们现在吃的鲤鱼正是硬骨鱼的一种,它身体里的大鱼刺——脊椎,也正是这样进化出来的。而小鱼刺因为化石证据有限,古生物学家对它的出现时间还不能下定论,现有证据只能推测它是由肌膈结缔组织骨化而来,时间应该不会早于脊椎骨出现的时间。

那么为什么说如果鱼类没有进化出鱼刺,我们根本都没有机会吃到它们呢?因为正是脊椎的出现,让鱼类有了更大的生存能力,使得它们成为了泥盆纪之后最成功的物种,才有了之后的鱼类登陆、两栖类、爬行类、哺乳类诞生。从某种意义上而言,我们的脊椎骨,在很久很久以前,都是一根鱼骨。

生命的进化,正像是一部沧海变桑田的史书,昨天最原始的脊索变成了今天最有力的脊椎,那鱼刺的明天又将怎么样呢?据生物学家推断,大鱼刺,也就是鱼的脊椎骨,因为一直都是鱼类生存强有力的工具,所以尚未观察到有退化的迹象,而小鱼骨,根据高等真骨鱼都没有肌间刺这一现象,科学家推测它可能只是进化中的一种痕迹器官而已,或许在历史的某一阶段它曾经有过很重要的作用,但在未来也许就会退化掉了。

恩,以后吃鱼终于不用担心被扎到嘴了!


专家点评:

把鱼刺的进化这个小小话题,放到人类日常生活的细微感受及生物进化的大背景中,写得生动有趣。——范春萍

生物学界的福尔摩斯—王永超

在生物学界,他们的研究对象不是“活生生”的生物,而是古老生物存在过的证据,他们是古生物学者。

时间把生物的发展过程带走,岩层留下亿万年前生物存在过的证据,古生物研究者是生物界的“福尔摩斯”,拿着放大镜,地质锤,在努力收集那美丽的证据,填补生物进化长河中的空白,使生物进化过程更清晰地展现在人们的面前,如同福尔摩斯收集各种证据去填补案件发生过程的空白。

古生物学家收集的“证据”在地层中,因为古代的生物在死后尸体被掩埋在地层中,发生“石化作用”,渐渐形成化石。经过亿万年的地质作用,一些地方的地层抬升,伴随着雨淋风蚀,一些化石慢慢地露出地面,被研究人员发现,然后进行发掘。因为在野外,生活条件会很不好。研究人员在发掘过程中不得不穿胶鞋,有时中午吃的是盒饭,“面朝黄土背朝天”,顶着烈日,汗流浃背,长时间在野外做发掘工作。

一个大的化石群往往会发掘很长时间,如:我国的辽西化石群,因为有风蚀作用,每年都会出现新的化石,所以古生物学家们每年都会去那里考察,工作者会用考古锤、洛阳铲等工具挖取化石,用毛刷清理,再用记录笔在存在化石的是石板上记下发掘地点的经纬度和发掘的其他信息,接着用相机拍照,纸笔记录相结合的方式为每块化石的发现过程,于是,一个化石的“出生档案”就被建立起来了。

随着科技的发展,古生物学家们的工具越来越丰富,他们有了用于清除化石上方和周围的坚硬岩石的风钻,有了用于清除化石上小石块坚硬岩石的喷枪,还有了用于起吊大型化石的绳索和滑轮,还有记录位置的GPS定位仪,为了探测地下是否有化石的雷达……“工欲善其事,必先利其器”,正像福尔摩斯为了断案而发明识别少量被擦拭的血迹的特殊溶液,古生物学家正用先进仪器发现地层中的证据,解决生物进化的谜题。

当化石被运送到研究室后,工作者们换胶鞋为城市生活中他们喜欢的鞋和衣服,坐在研究桌前,对化石进行修复,他们分工明确,有人在细沙里挑选细小的牙齿化石,有人在用细小的针、刀、特殊胶水来修复显微镜下被压扁的化石,有人在用喷枪修复较大型的化石……

其中,修复难度较高的是小型动物化石,因为小型动物化石容易受到地质运动的破坏,古生物学家们需要在显微镜下对化石进行清理,拼合,粘合,就好像拼图一般,这些都需要在显微镜下一点一点地做,有时甚至要屏住呼吸,在粘合时,胶水要宁少勿多,修复人员用针状工具蘸取少量专用胶水,轻轻地涂在要粘合的地方,每一步每一步都要非常细致,这需要很大的耐心,修复一块四分之一平方米的板状化石往往要花费一到两个月的时间,但是,经过修复师们的灵巧的双手,支离破碎的化石又“恢复生机”,一万年前的姿态清晰地展现在眼前。

考古工作者们长时间地做一件事,专注一件事,仿佛那时他们的世界只有他们和化石,但是,总是做一件事免不了无聊,他们的消遣是在单调地挑选牙齿化石的时候听音乐。长期的单调,长期的孤独在积蓄着能量,但是,当新发现来临时,当他们从自己整理的资料中、化石中找到新的证据时,当自己整理撰写的论文发表、得到他人认可时,积蓄的能量就会爆发,化为喜悦,这种喜悦与满足也是别人很难感受的,这种感受或许会和福尔摩斯发现证据找出真凶时的感受相似吧!

古生物学家,他们和这个学科一样不太被人们知晓和重视,这个职业很冷清,但正是这种冷清让这里的人们很冷静,进得了深山挖化石,坐得了冷板凳搞研究,他们的耐心和执着值得尊敬,愿生物界的“福尔摩斯”有更多的发现,推动人类对地球,对自己来源的了解。


专家点评:

以探秘的笔法,深入浅出地描述了古生物学家和考古工作者的工作。——尹传红

科探龙吟 意造鸟羽孙东临

不要再相信你所听到和看到的事物了,因为那不一定是真实的。当我们惊慌失措地坐在3D银幕前观看霸王龙凶猛捕食,悠闲惬意地在科学图鉴上赞叹始祖鸟斑斓羽翼,饶有兴趣地在电视机前欣赏半甲齿龟潜游漫步时……有没有想过这些色彩、声音乃至形象并非实际,而是艺术创作的产物?

稍安勿躁,不要急于把这个问题怪罪给科学家。受制于当前地质、生物等相关学科的发展水平,化石种类、数量的缺失,以及硬件技术的落后性等诸多限制,有心无力的科学界尚不能完全复原远古生物的物质体征。但需要强调的是,这些复原成果也并非凭空浮想。我们看到古代生物的举手投足,其实是科学证实和艺术加工后,多重因素复合的结果,也就是说,虽然它并非真实,但接近真实。

一般的复原工作分为以下步骤:首先,古生物学家们利用已有的骨骼图、线条图等信息,以完善的系统分类谱系作为理论支持,对恐龙形态进行严谨的假设;其次,再由画师填充血肉,设计外部特征,具体包括重塑色彩和动态图像;最后,除了上色和局部细化,还要进行再次检查。

我们不难想象复原工作中遭遇的重重困难,但科学家们并未就此放弃,他们利用巧思匠心,取得突破性进展。

我们先来听听声音。

“啊哦~”伴随一声狂吼,霸王龙威风凛凛地走来,其震天动地的叫声真让人闻风丧胆!然而我们却难以想象这位侏罗纪老大的叫声竟然是用象和狗的叫声经过处理后合成的!那么它真正发威嘶吼的叫声是什么样的呢?

像人类一样,许多现代动物都能够利用某种形式的声带发音,并且大部分也都具有喉或者与喉相类似的器官。接收声音的鼓室耳与发出声音的喉在功能上相对应,所以逻辑上两者应该共存,即我们可以通过检测鼓室耳的存在来推断喉的存在。当前研究显示,霸王龙所属的兽足类(theropods)不具有鼓室耳,这也就间接承认了霸王龙没有发声鸣管,不具备发出声音的条件。

但是还有人提出一种假设,那就是霸王龙可以嘶吼,因为它的发声器官是独立演化的。这一观点看来可以成立。因为喉是由一组软骨、韧带、喉肌及粘膜构成的锥形管状器官,这些器官有机质含量较多,不同于坚硬的骨骼、牙齿,容易被分解,很难保存为化石。所以霸王龙可能有发声器官,只是尚未被发现。然而由于目前缺乏直接的、可验证的证据,所以无法得以证明霸王龙真的能够像在电影银幕上一样放肆怒嚎。最接近现实的情况只可能像鳄鱼、蛇或是鸸鹋一样发出嘶嘶声或隆隆声,甚至它只是个强壮的“闷葫芦”。这个结果是不是让人大跌眼镜?

听完声音,我们再来看看颜色。

古生物博物馆内,一只赫氏近鸟龙(Anchiornis huxleyi)的模型吸引了众多游客的目光。它的身体呈灰色,前、后肢和尾部都分布着奇特的黑白相间的飞羽,头冠的鲜红色醒目耀眼。大家赞叹其美丽可人的外表,却不知晓一直到2010年初,这只带毛恐龙(Feathered dinosaurs)才在中美科学家的联合研究下得以恢复真颜。

早期研究阶段,古生物的皮毛、颜色、肉体都只是通过现有动物的习性和颜色进行推断出来的,这当中存在很多不确定性。以赫氏近鸟龙为例,初期的复原模型中,近鸟龙除了头上朱色羽冠,身上的羽毛都是褐色的。而这样复原的依据则是借今论古,以丹顶鹤、孔雀为模型,想到羽冠应该是展示作用,所以做成亮眼的朱色。而身体的颜色则是根据现代猎食鸟类,比如比如雕、鹰等猛禽的颜色现象出来的。这样拼贴出来的“四不像”着实缺乏坚实的科学根据。

时过境迁,我们重新将近鸟龙的化石进行研究,在其全身羽毛中取了29个样品,通过扫描电镜和透射电镜找到了保存很好的黑素体或黑素体外膜。黑素体是一种在单层膜内含有褐色和黑色的黑素结构,是黑色素细胞、黑素细胞中的色素颗粒,能够帮助科研人员揭露羽毛的颜色密码。学者们对这些黑素体大小、长度、形状进行测量和统计,同时还从现代鸟类的不同颜色羽毛中提取样品,对黑色素体的不同指标进行统计分析。整合两项分析结果,最终确定近鸟龙全身所有羽毛的颜色。这是多么艰辛的过程啊!

站在成堆的化石面前,古生物学家们试图寻找隐藏在其中的生命线索。这是一场穿梭于现代和远古的探索之旅,每一步的研究成果都是在向着真实不断靠近。凭借专业的学术精神,和精湛的美术工艺,一个个古代生物的真实面目终将重见天日。到那时,我们也就不用再去凭空猜想恐龙到底长什么样子了。


专家点评:

以富有诗意和想象力的笔触,描述了一场穿梭于现代和远古的探索之旅。语言表达灵巧,时有妙语洞见。——尹传红

那个家伙和小智张蕊

银白色的月光透过玻璃窗,如瀑布一般洒在飘窗上。

小葵抱着枕头,凝望着窗外的月亮发呆。“明天,我的智齿就光荣的‘下岗’了。”叹口气,用手揉揉腮帮子,仿佛听见自己的那颗智齿哀嚎:“其实不想走,其实我想留。”

忽然,月光变得异常明亮,渐渐地,一切都安静了下来……

“你是谁呀?”小智好奇地看着眼前,身材比自己魁梧好多的大家伙。

“小不点儿,你又是谁?”

“我——我叫小智,就是下牙从中间数起,左(右)边的第八颗牙齿。人们也叫我‘智齿’。”说到这儿,小智有些得意的晃晃小脑袋。心想:“多么有智慧的名字啊——智齿。”

那个家伙不禁上下打量起小智,“你是人类的第八颗牙齿?怎么和我长得不一样?”

小智见他眼神中充满了怀疑,不禁气恼起来,问道:“我,怎么啦?”

“你——怎么长成这样?”那个家伙搔搔头,自言自语道。

听他这样一说,小智也不免有些泄气,是啊!那家伙身材健硕,还有长而粗壮的双腿。

“好长的腿啊!”小智作势捂着嘴轻呼一声,“长腿‘欧巴’。”

感叹完,小智有些自惭形秽:自己不仅身材比人家小一圈,连两条腿也比人家的短,而且还都“融合”在一起。

小智低下头纳闷:听说,智齿的腿会有很多种,比如两条腿、三条腿,或是长得像锥形。这样一想,小智不禁释然了,虽然两条腿“融合”在一起,但是看上去就好像是小美人鱼的尾巴,还是很漂亮的!

小智感叹完,又变成了好奇宝宝。“你也是人类的第八颗牙齿?”

“对呀!只不过,我不是现在的人的牙齿!我是远古人的牙齿。”那家伙说着,眼睛里忽然明亮起来。

“啊!”这下轮到小智惊讶了,“原来,牙齿也穿越呐!”

“小智,你刚刚好像不开心,怎么啦?”那个家伙问。

“明天,我就不在这儿了。我要被牙医伯伯拔下来了。”小智强忍着眼睛里的泪水说。

“你病了吗?为什么要被拔掉呢?”

“其实,我不是病了,就是没有我长出来的地儿了。医生说,我这个样子叫做阻生齿。如果不治疗,会影响我前面的小七的健康。”小智撇撇嘴,“所以,要被拔掉。”

“这是为什么呢?”那个家伙紧皱眉头,端详着小智脚下的土壤(也就是小葵的下颌骨):的确,现在的人,下颌骨比自己的主人短了不少。

小智气愤的说:“都怪人们现在吃得太精细了,让他们的下颌骨在逐渐缩短。所以就没有我长出来的地儿了。”

“是吗?”听了小智的话,那个家伙有些半信半疑。

“当然了!”小智补充道:“打个比方,你的主人吃坚果,就直接用牙齿咬,然后取出果仁来吃。但是,现代人就一定会用工具剥开来吃。还有,现代人大多都吃得很精细,而你的主人就吃的很粗糙。而且,就因为吃的太精细,许多小孩子换牙的时候,还出现乳牙滞留。”

那个家伙听了小智的话,缓缓点点头,说:“这么说来,没有地儿让你长出了,是因为人类的进化……”

“哎!也可以这样说吧。”小智无奈的说,“我是被‘下岗’啊!”

第二天,清晨的阳光洒满了整间牙科诊室,所有事物都被笼罩上一抹金色。小葵躺在舒适的牙椅里,想着昨晚的梦,笑了起来。竟然,梦见的远古人的牙齿,还和自己的智齿聊天。

小葵不知道,当一把冰凉的牙钳夹住小智时,他迟疑了一下,然后鼓起勇气走进了金色的阳光里……


专家点评:

构思奇特,语言诙谐;细节生动,趣味盎然。——尹传红

你从哪里来,我的大脑?张雨晨

人类在进化之路上最独特的器官是哪个?

如果把人的肾脏和猪腰子放在一起,估计绝大部分人都难以区分;但换成人脑和猪脑,几乎谁都不会认错。

毫无疑问,人脑是人类最引以为傲、最复杂神奇的器官。上百亿的神经元依照特定的结构连接,组成一张无比复杂的神经网络,承载着人类全部的智慧和思想,而这一切的发端,却隐没在时间长河的遥远上游。

下面,我们将要追根溯源,去探索一下脑的进化历程,见证智慧的诞生。

5亿年前,寒武纪,生命大爆炸。

在这场物种进化的狂欢节中,一类其貌不扬的动物登上了舞台,他们最大的特征就是背上那一条贯穿身体的脊索——这些就是最初的脊索动物,我们所有脊椎动物共同的祖先。在这条改变世界的脊索内,一条由神经细胞构成的神经管穿行而过,其前端微微膨大形成的脑泡,就是脑最早的雏形。

最原始的脊椎动物圆口类(如七鳃鳗)诞生时,脆弱的脑泡被原始的头盖骨包裹起来,我们的老祖宗从此有了“头”。这个脑泡如同长条气球一样,越吹越大,从前往后形成了端脑、间脑、中脑和髓脑四个部分,但作为大脑的发端,此时的端脑只是个“打酱油”的角色,仅仅负责一点嗅觉功能,与日后的地位相去甚远。

当圆口类的第一对鳃弓进化为原始的上下颌时,现代意义的鱼类诞生了。鱼类不但出现了上下颌,神经系统也随之进化,新出现的小脑负责统合协调身体运动。但端脑的进化依旧“不上道”,还是主管嗅觉而已。

随着四肢和肺的先后出现,总鳍鱼类演化为两栖类。而脑子也与时俱进开始了新的演化,端脑扩大分成两叶,形成现在大脑两个半球的雏形;而在皮层方面,端脑虽然还靠着原始的古皮质和旧皮质运作,但已开始笨拙地尝试着一些更复杂的任务;在其内部,参与管理行为运动的纹状体也粉墨登场。整个端脑已经有了现代大脑的基本框架和功能,算是挺直了腰杆,可以被间脑、中脑等“江湖兄弟”叫一声“大”脑了。

当“有壳的蛋”——羊膜卵出现后,摆脱对水依赖的爬行类开启了持续近两亿年的辉煌王朝。在开疆扩土的过程里,爬行纲中下孔类的一支逐渐向着现生哺乳类的方向进化,大脑中诞生了最早的新皮层。可不要小看这新出现的一点点新皮层,现在哺乳类大脑皮层的绝大部分都要划归在它的名下,我们的聪明才智全都仰仗于它。但天有不测风云,2亿年前二叠纪末期的大灭绝将盛极一时的下孔类打下擂台,仅有一小撮挺了过来,进化为最初的哺乳类。而此时,另一类新的爬行动物占据了下孔类留下的广阔空间——那便是此后统治大地长达一亿多年的恐龙。而恐龙家族里,食肉的兽脚类中一支体型小巧身披羽毛的类群,最终进化成了鸟类。和它的祖先恐龙一样,鸟类大脑里“管事的”也是发达的纹状体,乌鸦的聪明狡猾、鸣禽的复杂歌声、鹦鹉的学舌功夫都是它的功劳,这便是现代鸟类的大脑。

随着恐龙在6500万年前的突然灭绝,哺乳类在被压制一亿多年后重新出山。在大脑的战场上,新皮层已经挤掉了古皮质和旧皮质,开始独挑大梁,连在爬行类、鸟类里管天管地的纹状体也没能幸免,同样退居二线。此时的新皮层,集运动、感觉和联络三大权力于一身,而那些“遗老遗少”倒也退而不休,还是执行着情绪、记忆、运动行为控制等等重要职责,全力协助新皮层的工作。

时钟拨到300万年前的非洲,哺乳类的新秀、人类的祖先——能人,走出了丛林来到草原,靠着和黑猩猩差不多大的脑子,笨拙地敲打出地球上第一批石器。随着进化选择的车轮滚滚向前,能人的脑容量越来越大,成了直立人,开始尝试着驯服燃烧的火焰。此后,大脑向着更大、更复杂的方向飞速进化,负责理性思维的额叶和负责语言符号理解的颞叶开始爆发性增大,最终形成现代人类的大脑。思想、文化、语言甚至艺术开始随着智人一起走出非洲,最终形成了现代的人类文明。

纵观五亿年的进化史,不得不感叹进化的神奇,我们聪明睿智的大脑不仅使我们认识世界、改造世界,还诞生了辉煌的现代科学。

而现在,它甚至开始尝试着认识它自己……


专家点评:

追根源千余字铺陈脑之进化历程,探究竟洒激情描摹人类文明诞生;叙述脉络清晰,语言幽默风趣;增人见识,启人心智。——尹传红