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时间:2019-08-30 19:20来源:科学研究
澳大利亚科技创新掠影 推荐两本书:自然的历史,伟大而神奇 作者:Joshua Sokol 人类首次有缘一睹恐龙时代古鸟类真面目 近日,《中国科学报》记者受邀作为中国代表参加澳大利亚“科

澳大利亚科技创新掠影

推荐两本书:自然的历史,伟大而神奇

作者:Joshua Sokol

人类首次有缘一睹恐龙时代古鸟类真面目

近日,《中国科学报》记者受邀作为中国代表参加澳大利亚“科研基础设施国际媒体访问项目”,零距离探访该国重要科研机构和基础设施,专访知名科学家和政府主管科技创新官员。从即日起,本报将陆续刊发来自澳大利亚科技创新第一线的相关报道。

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翻译:Nekout、考古的考拉、Kamin

新豪天地登录网址 2张宗达绘图

走进幕后:澳大利亚博物馆

▲《伟大的海洋》,[美]梅拉尼: L. J. 斯蒂斯尼著,祝茜等译,重庆大学出版社2017年1月出版

编辑:Yuki

在电影《侏罗纪公园》里,哈蒙德博士利用琥珀中的蚊子提取出恐龙的血液DNA,由此复制出真正的恐龙。

位于悉尼市的澳大利亚博物馆始建于1827年,不但是澳大利亚第一家博物馆,也是世界公认的十大顶级自然历史博物馆之一。澳大利亚博物馆有超过1800万件藏品,内容涵盖了澳大利亚本国和太平洋地区的自然科学和文化,其中不乏一些已经灭绝的物种,以及十分珍稀的藏品。

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审校:邢立达

然而,即便是天马行空的科幻电影,也不曾奢望在琥珀中发现脊椎动物。不过,这一次,科学家似乎走在了科幻前面。

2013年,澳大利亚博物馆研究所正式成立,其目标是在一些全球共同面临的主要挑战上开展研究,如气候变化、生物多样性保护等。

▲《神奇的鸟类》,[美]保罗:斯维特著,梁丹译,重庆大学出版社2017年1月出版

包裹着各类古生物的琥珀化石,一直是古生物学家倍加珍视的“时光胶囊”,具有重要的研究价值。然而,琥珀化石的原产地之一:缅甸克钦邦,却是个常年动乱不安的地方。由于缺少有效的保护措施,许多宝贵的化石在科学家发现之前就已经流失或被破坏了。

6月28日晚,来自中、加、英、美等国的古生物学家和昆虫学家宣称,他们发现了有史以来第一批琥珀中的鸟标本。这也是人类首次有缘一睹恐龙时代古鸟类的真面目。

(本报记者丁佳摄影报道)

■本报记者 胡珉琦

就在上周,一篇有关缅甸琥珀化石的专访登上了《科学》杂志封面。文章报道了中国科学家从缅甸矿区和珠宝市场抢救化石进行研究的故事。该报道的主要受访者——中国地质大学邢立达副教授,在我们的译文基础上做了注释和说明。

相关论文发表于《自然—通讯》杂志,由中国地质大学博士邢立达与加拿大萨省皇家博物馆教授瑞安·麦凯勒领衔研究。

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美国自然历史博物馆始建于1869年,是目前世界上规模最大的自然历史博物馆之一。提到它,人们最先想到的应该是它超过3200万件的藏品,尤其是那些非常珍贵的生物标本。

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“不可能吧?”

▲澳大利亚博物馆是南半球鸟类藏品最为丰富的博物馆之一,其中有很多是稀有、濒危甚至已经灭绝的种类,一些标本的历史可追溯到19世纪60年代甚至更早。图为科研人员正在讲解鸟类标本的制作与保存。

大家有所不知的是,在这个博物馆中还隐藏着一个秘密宝库,那是一座拥有50万册藏书的自然历史图书馆。从1877年开始,图书馆就开始收集资料,包括大量书籍和杂志,内容不仅仅涉及博物馆的历史,更重要的是自然科学的历史。

2019年5月24日的《科学》封面:一块有9900万年历史的蝎子琥珀。图片来源:Meagan Cantwell/Science

2015年夏日深夜,中科院动物所副研究员白明收到一条来自同行的微信:“这批琥珀里发现了1亿年前的鸟或恐龙的翅膀。”

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《神奇的鸟类》和《伟大的海洋》正是来自该图书馆近几年出版的“自然的历史”系列图书。

视频来源:SCIENCE

“不可能吧?”这是白明的第一反应。他可不是唯一一个“大惊小怪”的科学家。邢立达说,大家听到这个消息后,都是先问“真的吗”,再问“是不是假的标本”。

▲除了标本和馆藏,澳大利亚博物馆还致力于DNA鉴定和基因组学方面的研究。博物馆已成功绘制出考拉的基因图谱,该项目将有力推进澳大利亚下一代基因测序技术和数据处理能力。图为科学家在展示冷冻组织样本。

几世纪前的古籍仍魅力不减

动荡的宝藏

在此之前,人们对白垩纪鸟类的了解仅限于化石记录。而琥珀中的鸟类标本没有经过化石化作用,因此完好地保存了翅膀上的羽毛和部分软组织,甚至羽毛最小的分支和存留的色素。从这些标本中,人们可以知道鸟儿生前的种种细节,包括各个羽毛的位置和插入皮肤的方式。

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与大部分偏重生物学解读的自然科普读物不同,引进这一系列读本的出版社最初看中的就是它的“历史背景”。

一个春日的早上,乌云弥漫在腾冲上空。在这座中国的边境小城里,一幅来自恐龙鼎盛时期的生命拼图正一片接一片呈现在人们眼前。它们有的散布在数不清的柜台上,有的躺在店主铺开的单布上,有的安放在店里的玻璃柜中。

如果说通过化石了解古鸟类多少有些“隔靴搔痒”的遗憾,那这一次就是跨越亿年时光的直接相逢。

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“这两本读本的核心并不是鸟类和海洋生物本身,而是它们的发现者、研究者,以及最早科学记录它们的古典书籍。”重庆大学出版社编辑王思楠介绍。

它们就是琥珀:有包裹在灰色火山灰中的琥珀毛料;有雕刻成弥勒佛像的琥珀饰品;还有鸡蛋大小的蜜蜡、茶珀、血珀……

据邢立达介绍,这批标本来自著名的琥珀产区——缅甸北部的克钦邦胡康河谷。在离河谷不远的密支那镇,聚集着许许多多珠宝商、收藏爱好者和科研工作者。其中,最受他们欢迎的是没有任何杂质和内容物的琥珀,通常被做成珠宝。此外,还有一些虫珀(泛指包含昆虫、植物等内容物的琥珀)。很偶然地,人们会在虫珀里发现一些羽毛。

▲DIGIVOL是澳大利亚博物馆最大的公众参与科学项目之一。项目由来自全球的志愿者开展,他们为博物馆的标本制作标签,并将其拍照上传到互联网,这样既保存了藏品的数字资源,也提供给全世界的人学习。该项目还激发了全球其他地方开展起类似的项目。一名志愿者告诉《中国科学报》记者,自己从小就经常来博物馆参观,对这里有很深的感情,退休之后就来博物馆做志愿者。“这份工作是回馈社会的一个很好方式。”他说。

这一系列图书所涉及的每一个物种背后,记叙的是从文艺复兴时期到20世纪,博物学家、探险家探索大自然的传奇故事。

除了偶有售卖玉石和小吃的商贩,几乎每个出现在这里的人都为琥珀而来:一些买主来此寻觅稀有藏品,丰富私人收藏;还有一些网络代购商忙着用智能手机拍摄琥珀照片,供买家挑选。

这批琥珀就是科学家为研究古生物羽毛而购入的。不过,发现完整的鸟翅膀着实是意外之喜。

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尤其引人注目的是,书中包含了大量精美的插图。16世纪,欧洲文艺复兴运动推动了科学与艺术的巨大发展,当年,那些大博物学家、探险家所著的书籍,几乎每一本都是自然历史与艺术合一的杰作。那些插画有的出自作者本人,有的是由他们同样才华横溢的家人帮助完成。

而此地对于科学家来说,有着比买吊坠或手镯更重要的事。

高新技术“查户口”

▲科学知识的传播与教育在澳大利亚博物馆随处可见。图为楼梯间墙面上的一只黑鲨标本。

美国自然历史博物馆鱼类部研究馆馆长梅拉尼:L. J. 斯蒂斯尼提到,到了20世纪初,随着摄影技术的进步,照片开始取代精心绘制插画的方法来描述新物种。“从20世纪到现在,发现新物种的速度有增无减,用照片来描述新物种的方法固然准确,但却失去了许多书中所选科学插画的艺术韵味。”

三月的一个早晨,中国地质大学的古生物学家邢立达在一个柜台前停下脚步,查看起一块琥珀中的蟑螂,这只蟑螂从白垩纪中期开始就被困在琥珀中。它的附肢完好无损地蜷在身下,体型看起来比今天经常出没在人们家中的蟑螂更小更苗条。

两颗硬币大小的琥珀,被小心地保存在圆形透明小盒子里。大一点的那个翅膀标本,展开后约18毫米,被科学家昵称为“天使之翼”;小一点的只有12毫米,叫“罗斯”。

《中国科学报》 (2016-06-14 第3版 国际)

王思楠表示,书中所使用的每一张插图均来自于图书馆的珍本收藏馆,每一张都由专业摄影师至少耗时两三个小时翻拍完成,“要知道那是普通观众无法轻易接触到的历史顶级科学绘画作品”。

卖家的开价是900美元。【注:原文为“The dealer wants about $900.”事实上是900元人民币】“不贵。”邢立达说。不过他没有购买,而是继续寻找更稀有、更具科学价值的琥珀标本。

确切地说,被琥珀定格的小动物生活在约9900万年前,来自白垩纪中期诺曼森阶。那是一个古鸟类与非鸟恐龙共存的时代。一些恐龙也已进化出羽毛结构。

思想与艺术的结合,让这一系列图书充满了人文主义色彩。作者通过对几个世纪前的古籍进行新的挖掘和展示,证明时至今日,它们仍拥有着巨大的生命力。

几分钟后,一名路人发现了邢立达,并立即抓拍了一段视频发到社交媒体上。作为一位长着娃娃脸、魅力十足的科普圈大V,邢立达已经在微博上吸粉260万。2018年,他发表了25篇科学论文,还写了一部与恐龙有关的科幻小说,中国巨星级科幻作家——刘慈欣亲自为其作序。

为搞清楚这些带着羽毛的小翅膀的骨骼形态和系统地位,白明带着标本,开始四处借助精密的仪器和先进的技术,给它们“查户口”。

在美国自然历史博物馆的生物馆藏里面,鸟类标本是最多姿多彩的,它涵盖了现今全世界鸟种类的99%,包括那些稀有的、已经灭绝的鸟类。

和其他几位中国古生物学家一样,邢立达也因在琥珀标本中的非凡发现而备受关注:刚孵化的原始鸟类,带羽毛的恐龙尾巴,蜥蜴,青蛙,蛇,蜗牛,以及各种各样的昆虫【注:此处指的是琥珀包裹体中,与脊椎动物化石一起保存的昆虫】……就像19世纪的生物学家在物种丰富又人迹罕至的雨林中收集物种一样,这些科学家正借助缅甸边境的琥珀,描绘出1亿年前的热带森林生境的种种细节。

通过中科院动物所的荧光反应和显微CT、中科院高能所的同步辐射、上海光源同步辐射等仪器的扫描检测,白明团队获得了大量相关数据,再经过计算机三维重建,最终重建出两个翅膀的外部皮肤和内部骨骼的三维形态图。

试想下,历史上如果没有鸟类标本,鸟类插画师就没有可以绘制的“模特”,研究者也就没有新种可以描述。但是,在自然科学发展史上,在野外采集标本的采集师们必须冒着生命危险艰苦地工作,且未必有回报。

美国自然历史博物馆的琥珀藏品负责人,古生物学家大卫·格里马尔迪(David Grimaldi)说:“现在我们正处在新发现狂潮之中”。 琥珀领域诞生了成百上千的科学论文,中国科学家提到他们有许多标本有待发表,包括鸟类,数不清的昆虫,甚至还有螃蟹或蝾螈等水生动物。

他们首先排除了造假的可能性。一致的荧光色证实,两个标本的各个部分都是原始材料,未经切割和改造。而琥珀中同时存在的已经灭绝的昆虫,是更为直接的证据。

比如,19世纪三四十年代,英国人约翰:古尔德带着动物标本剥制师约翰:吉尔伯特和团队两次深入广袤的澳洲,吉尔伯特所采集到的澳大利亚鸟类和兽类的新物种比其他任何采集者都多,为《澳大利亚鸟类》出版作出了巨大的贡献。但这一路异常艰险,吉尔伯特在一次原住民袭击中,被长矛击中后不幸去世。以他名字命名的鸟类居然仅有一种,后人只为他留下了“为科学献身,光荣而伟大”的墓志铭。

随着科学家对缅甸琥珀的不断渴求,一个伦理“雷区”也油然而生——这些化石来自于冲突频发的缅甸克钦邦,科学家无法勘察那里的地质情况,获取化石年龄和周边环境的线索。在克钦邦,对立党派争相谋取琥珀及其他自然资源带来的利益。

中科院古脊椎动物所研究员邹晶梅和副研究员王敏指出,基于重建的骨骼三维形态图,可以确定两件标本都属于典型的反鸟类。标本极小的尺寸、骨骼的发育情况、各指的比例等,都表明二者是早熟性的幼鸟。

在《神奇的鸟类》这本书中,图书馆甄选了博物馆珍藏的40本与鸟类有关的珍本图书,来挖掘故事,《澳大利亚鸟类》只是其中之一。

“这些商品助长了冲突,” 保罗·多诺维茨(Paul Donowitz),一位缅甸驻华盛顿非政府组织领导人说,“它们为武装冲突参与者提供了资金,缅甸政府为了切断这些资源,对民众施行了极端措施。”【注:为地方武装提供经费的主要是一批自然资源,如玉石,木材,琥珀等】

所谓反鸟类,是出现于白垩纪的一类相对原始且十分特化的鸟类。它们肩带骨骼的关节组合与现生鸟类——今鸟类相反,并且因此得名。在鸟类演化史上,反鸟类和今鸟类是两个主要的谱系。不过,到了白垩纪末期,反鸟类就完全灭绝了。

根据博物馆脊椎动物学部鸟类学分部标本馆主管保罗:斯维特介绍,世界上最早关于鸟类学的著作可追溯到16世纪,由贝隆、格斯纳和阿尔德罗万迪共同撰写。到了18世纪,随着探险家们对美洲、非洲、亚洲和太平洋的持续探索,欧洲收藏家的收藏柜里才有了新物种和来自异国物种的标本。19 世纪,欧洲殖民者的殖民地遍布全球,这是鸟类学发现的黄金时期,这一时期参与研究的就包括了大名鼎鼎的达尔文、华莱士、威尔逊等。

大部分琥珀被走私到中国进行贸易,仅2015年,中缅琥珀贸易额达到了7.25亿~10亿美元。在中国,珠宝商、私人收藏家,以及像邢立达这样的科学家,通过在手机支付应用竞标珍贵的标本。这样的竞争中,收藏家往往会胜出,这意味着研究人员只能通过借用的方式来研究许多标本。

目前,科学家暂时把“天使之翼”和“罗斯”归于同一个物种,但它们发育后的成体可能会有很大的不同。

《伟大的海洋》里,故事的时间线索和《神奇的鸟类》几乎是相同的,只是发现的内容从鸟类到了更丰富而神秘的海洋世界。图书馆仍然选择了40本与海洋有关的珍本图书,试图寻找早期海洋先驱者的使命。

走私:

再现白垩纪脊椎动物群

但有时,后来者对于这些先驱的认识是复杂甚至矛盾的,比如,著有《北美西北沿海的海洋哺乳动物及美国捕鲸业的报告》的19世纪美国商船船长查尔斯:梅尔维尔:斯卡蒙。他经历了那些年的海洋“淘金期”,一方面他航海技术出众,且是一个天才的观察员,记录鲸、海豹、海象这些海洋生物的习性、迁徙路线、食性、解剖特征,另一方面他也积极参与捕猎活动,简直就是一个残酷地把海洋哺乳动物捕捞到几乎灭绝的记录者。他的故事被称为“猎人对猎物的爱”。

中国边境城市的琥珀走私和黑市,是一个很复杂的问题。这种情况在很多国家的边贸中都存在。缅甸人来的地方,很多是政府军和地方武装交错区域的,他们很可能给其中一方或双方都交了正式或非正式的税金,才能带出琥珀。但至于是不是正式的海关渠道,我们不清楚。中国方面,所谓的“走私”,主要是依据量和价值。在边民贸易中,适量的琥珀是允许入境的,一般一人5000元以内,琥珀毛料可以不申报——因为毛料很便宜,有的甚至几角钱1克。如果以5元1克计算,可以带1000克,一般是每人几百克,1~2千克。也就是说,缅甸人会经常带低价值的毛料进来,是在当局允许范围的。但毛料开了之后如果是很好的虫子,价格增加,那也是运气使然。大多数毛料开了就是普通的珠宝。其实有没有其他渠道运进来琥珀,我们并不清楚。所以,腾冲的琥珀,其实是一个常见的边贸珠宝市场生态。

其实,“天使之翼”和“罗斯”并非琥珀中发现的唯二鸟翅,但它们代表了两种极端情况。

尽管两本图书的内容横跨几个世纪,但读者不必为此感到苦恼,因为每个章节的设计都是相互独立的,人们可以随时进入任何一个故事之中。王思楠表示,由于原作者文本写作的风格朴实、凝练,篇幅又比较短小,普通受众在阅读上也不会有任何门槛。

7.25亿~10亿美元:

“天使之翼”在琥珀里留下了爪痕等挣扎的迹象,标本四周有大量腐败物。据推测,这可能是体液造成的。种种特征都表明,当时的小鸟在被树脂部分包裹时还活着;而“罗斯”应该来自一具尸体。

“一本书中的一幅绘画,一旦可以传递给新的读者,就可能获得更为广泛的读者。这样就能更好地向大众传播作者和插画师想要表达的信息。都能以一种独特的方式吸引读者,这种魅力远胜于单纯的文字描述,甚至是现代摄影难以企及的。”美国自然历史博物馆学术图书馆哈罗德:伯申斯坦研究室主任汤姆:拜恩说。

作者很可能写错了数据或币种。据《保山新闻网》2016年报道,腾冲已经成为世界最大的缅甸琥珀集散中心。从事琥珀销售的店铺近600家,雕刻作坊100多家,雕刻技师近600人,街边摊点柜台近3000家,常驻腾冲的缅甸商人达1000人以上,从业人员1万人以上,保守估计年销售额达5亿元以上。

为了解释两种截然不同的现象,科学家作了种种猜测:“天使之翼”可能是在健康状况不佳或突发意外时被树脂覆没了翅膀,无力挣脱而缓慢死亡;“罗斯”则可能遭遇了掠食者攻击,它的翅膀被撕下来、丢弃掉。

不得不提到的是,那些古籍的出版与当时印刷技术的发展是相一致的,才使得每本书有更多的、华丽的插图。为此,博物馆文物保护员芭芭拉:罗兹还特地用三篇文章来尝试解说这些印刷品的制作,向读者科普,书籍印刷处理技术是如何从最早的带有木版插图的少量印刷版本,到雕版和平版印刷术时代,再到今天的科学图鉴的。

商业和科学的交融“提出了我们之前在古生物学领域从未遇到过的新问题。”德克萨斯大学奥斯汀分校,一位经常为缅甸琥珀论文担任编辑的古生物学家——茱莉亚?克拉克(Julia Clarke)说。但考虑到即使科学家不买,琥珀一样也会被出售,“那样的话会带来什么结果呢?”

这赋予了标本新的意义:古生物的生态学和行为学研究线索。

也许是受此影响,这一系列图书的中译本制作非常考究,不仅对原版图书进行了全新的图文排版和色彩设计,在印刷上也是颇下功夫。

“如果我们没能获取标本,它们可能会成为年轻女孩脖子上的廉价珠宝。”【注:在腾冲,入门级别的琥珀挂坠低至百元左右】这也正是邢立达来琥珀市场的原因。

说到研究的意义,邢立达进一步告诉《中国科学报》记者,在开启的琥珀宝库里,不光有鸟类翅膀,还有青蛙、蜥蜴等脊椎动物的标本。正在进行和即将开展的这一系列研究,将给公众展示一个较强多样化的东南亚白垩纪中期脊椎动物群。

王思楠告诉《中国科学报》记者,为了最大程度地保证那些珍贵插图的色彩还原度,中译本专门定制了一种涂布纸。之前,广告海报、杂志内页所选用的涂布纸多是铜版纸,虽然色彩还原度好,但纸张亮度也很高。想要充分表现古典科学绘画的气质,必须降低纸张的亮度,尽可能减少反光。目前,这种定制的涂布纸已经越来越受到国内诸多博物学书籍的青睐。

探秘远古森林

同时,他们所做的工作也有着“抢救性”的意味。大量的珍贵琥珀标本正被视为珠宝加工中的杂质,并因此遭到非常严重的过度切割和打磨。

“唯有了解,我们才会关心;唯有关心,我们才会行动;唯有行动,生命才会有希望。”珍妮:古道尔的话是王思楠最喜欢的自然格言。“我们尽最大努力希望去重现当年伟大的科学家和艺术家所描述与绘制的自然世界,是期待能够激发更多读者对这个世界的好奇心,行动起来保护它的今天和未来。”

9900万年前,温润的海风吹拂着这里茂密而又古老的森林,其中回荡着奇特生灵的啼鸣。昆虫的啃咬亦或是飓风的肆虐,都能让大树分泌出大量树脂,将无数生灵包裹其中。经过漫长的时间,树脂中的乳香气体完全挥发后,树脂中的分子逐渐聚合、固化,最终形成了我们今天称为琥珀的珍宝。

“标本虽小,但极为难得。从某种角度上,它们是世界上最小的恐龙。”中科院古脊椎动物所研究员徐星如此评价,“这是我们首次在如此大规模的细节上去了解反鸟类。”

《中国科学报》 (2017-04-21 第6版 读书)

加拿大里贾纳萨斯喀彻温皇家博物馆的古生物学家——瑞安?麦凯勒(Ryan McKellar)曾说道:“这些琥珀就像一个迷你的拉布里沥青坑博物馆。”

拉布里沥青坑博物馆,位于美国洛杉矶。在20世纪初,加州大学伯克利分校的约翰·梅里亚姆教授和他的学生在此处的天然沥青坑中发现了大量保存完好更新世脊椎动物遗骸,其中包括大于59种哺乳动物和135种鸟类,这里的发现对研究更新世动物提供了重要的化石依据。

德国波恩大学的古生物学家—维多利亚·麦考伊(Victoria McCoy)曾说道:“琥珀能最大程度保存被包裹生物的形态学细节,特别是化石中很难看到的软组织结构。同时,树脂能够深入被包裹生物的软组织内部,将其干燥脱水,这也保护它们免受真菌的侵蚀,外部的树脂硬化后又提供了更加坚实的保护。一些保护状态极佳的琥珀中,甚至连生物的细胞或亚细胞结构也能完整地保存下来”。

这里出产的琥珀,比来自于波罗的海沿岸和多米尼加共和国的都更加年代久远。偶尔还能包裹一些力气大和运动能力强的生物,例如蜻蜓或蜥蜴。

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邢立达在腾冲琥珀市场余法中先生的店铺寻找琥珀化石。摄影:J. SOKOL/SCIENCE

缅甸琥珀产量巨大且盛产单颗体积大的琥珀,因此能为我们揭示更多远古生物的生活情景。苏格兰国家博物馆的首席古生物学家——安德鲁·罗斯(Andrew Ross)这样说道:“对于昆虫学家来说,仅仅是递给他们一块包裹了昆虫的琥珀就能让他们欢呼雀跃好一阵了。然而这次发现的琥珀里包裹的可不只昆虫和其他陆生无脊椎动物,而是货真价实的脊椎动物!这真的令人大为惊奇。”

仅2018年,科学家就在缅甸琥珀中发现了321种保存完好的古生物新物种,这一年的发现就已经占到目前总发现数的四分之一。有人说,在缅甸琥珀中发现的古生物多样性,没准会超过以前化石发现中的恐龙数量的总和。“你可能觉得难以置信,不过事实的确如此。”加拿大阿尔伯特大学的古生物学家——菲利普·柯里(Philip Currie)说道。

琥珀中保存的古生物,揭示了当时生物的生存方式以及如何适应树栖生活。这些发现能为现代生态系统的形成提供遗传学和生态学的依据。

很多科学经费投入到腾冲的琥珀市场中。然而就在不久之前,这里还是一片争议之地。

寻觅琥珀之源

在2014年,邢立达悄悄进入缅甸【注:此处指进入矿区。进入密支那可仅持地方政府边境通行证】,希望找到这些令他着迷的琥珀的来源地。这些琥珀事实上大部分都来自缅甸克钦邦德乃镇附近的一个琥珀矿坑。然而当地的克钦独立军和缅甸政府军,几十年来一直为了争夺这里的宝石、琥珀资源而纷争不断。当地更是不允许外国人进入。

为了寻找琥珀的来源地,邢立达先来到了距离德乃110公里的克钦邦首府密支那,这里也是琥珀的一个重要集散地。当确认安全后,邢立达穿上了缅甸人的传统裹身裙,跟随朋友一路北上来到了德乃。

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缅甸克钦邦的琥珀矿,有些矿坑深达100米以上。工人们说这里的工作并没有保障,如果出了意外,则后果自负。摄影:HKUN LAT; MO LI

邢立达和其他到访者发现,这里原本茂密的丛林早已被削平。琥珀矿坑上盖着一顶简陋的帐篷,矿坑虽然100多米深,但却仅能容得下瘦小的工人一人进去作业。这里的工人也没有任何安全保障,一旦出了事故只能自己负责。他们挖矿坑首先竖直向下深挖,当找到富含琥珀的土层时,再转为横向手工开挖。并且通常都是在晚上悄悄的进行作业,以免价值连城的琥珀被更多人知道。包裹了古生物的琥珀是其中价值最高的,确认一口琥珀矿坑是否有开采价值,通常需要数周的时间,并且开采琥珀收益的10%要用于给争端双方军事势力纳税【注:税金交纳给交叉管理矿区的地方武装与政府军】。

邢立达至今并没有发表关于此行的详细报告【注:这篇报告已经发表在中国国家地理 2017年第12期《缅北琥珀矿:恐龙时代的封印者》】,但他和他的同行都认为琥珀的来源背后还有更不为人知的暗地交易。他们【注:此处指中国地质大学通过对2012年购入的矿坑火山灰进行锆石定年之后,认为这些琥珀的形成大约距今9900万年。不过中国科学院南京地质古生物研究所的古生物学家王博说道:“通过分析更多的当地的火山灰样品,发现缅甸琥珀并非在一个时间点形成,其形成时间大约跨越了500万年”

矿主的和琥珀卖家并不关心这些地质学细节。他们只在乎怎么将这些挖出来的琥珀在大致分拣后,通过板车,汽车,船甚至是大象运到密支那或是跨越边境运到腾冲的代理商手中。尽管缅甸的法律严格限制化石的外流,但琥珀却被归类为宝石,可以被合法的运出。

中国的珠宝进口税很高,因此这些琥珀代理商就想方设法走私琥珀进入中国(例如将它们藏在车轮里)。美国科罗拉多大学的人类学家——亚历山德罗·里帕说:“在腾冲的市场上,这些琥珀的暗地交易就在大庭广众下进行。”【注:同上,符合价值和数量规定缅甸琥珀是允许入关进行正常交易的】

但科学家们并不会坐视不管。自1920年代起,伦敦自然历史博物馆的一次缅甸琥珀秀就已经让人们意识到了缅甸琥珀的价值。1990年代末期,在当地武装和政府军暂停纠纷的一段时间里,一家加拿大公司进入了克钦邦开挖琥珀矿坑。并运出了75千克的琥珀原料到格里马迪。他们通过酸洗切割打磨这些琥珀,从中鉴定出至少46个古生物物种。在2010年,中国的琥珀开采陷入低谷后,对新琥珀来源的需求,特别是对包裹古生物的高价值琥珀的渴求,使得缅甸琥珀的采挖开始爆炸式发展。

琥珀里的脊椎动物“仪仗队”

在邢立达三月去往交易市场的行程之前,他已经看过卖家给他发来的一些照片,并决定要购买了。现在,这家灯光昏暗的琥珀珠宝店里,一个二十来岁来自密支那的卖家送来一件珍品:包裹着两只蜥蜴的琥珀!其中一只蜥蜴的皮肤和组织都已经腐碎成片,暴露出里面精细的骨架。要是博物馆来收购的话,要先经过繁杂的手续,而这种标本在市场上可等不了这么久,早就会被别人买走。邢立达马上掏出手机付款,把它买下,他说:“几百美元还算是不错的价格,因为它整体不是很透亮,还达不到做高档珠宝的要求”

在2014年,邢立达开始在这里和密支那组织起一个交易网,教会对方如何去观察里面白垩纪鸟类翅膀里面的爪子以及数清脚趾头的个数,这样才能区别出它到底是一只蜥蜴还是恐龙。要是他得到一些小道消息,会立刻把照片发给相关专家,如果证实这些标本的科学价值的确配得上高昂的标价,他才会决定购买。

麦凯勒说:“收到邢立达的讯息简直像是要过圣诞节了!”科学家们知道如果能鉴定出里面的生物,琥珀的价格就会飙升。一块标本一旦被定名,比如发现一种新的鸟类,它可能立刻涨价到上万或数十万美元。王博说:“卖家会用科学家的研究来赚钱。”

“理想的状态下,我们根本不应该进行任何有关化石的买卖交易。”英国布里斯托大学的古生物学家,古脊椎动物学会主席艾米丽·雷菲尔德(Emily Rayfield)说,“可是有些情况下我们又不得不这么做。”

一开始,邢立达自己出钱买化石。后来他又说服了自己的父母变卖了房产。在2016年,他用这笔钱与朋友筹建了一个非盈利机构——德煦古生物研究所,坐落于中国广东,用来收购及永久展出琥珀标本以供科学家研究。

邢立达发表的文章里面,有关白垩纪的脊椎动物都够填满一个生态缸了。比如在《科学进展》发表的研究,在琥珀里面发现保存了97节椎骨的一段幼蛇;在《科学报告》里面发表的研究,琥珀里有大约2厘米大的蛙类;还有最着名的,发表在《当代生物学》的研究,琥珀里带羽毛的恐龙尾巴,其中还残留有血红蛋白。

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琥珀中保存的幼蛇:一般很难在琥珀中发现脊椎动物,但是这一块核桃般大的缅甸琥珀里面却包裹着9900万年前一种新的蛇类,被科学家命名为缅甸晓蛇(Xiaophis myanmarensis)摄影:白明

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琥珀中的蛙宝宝:白垩纪森林里的树胶缠住了两只小蛙,肢体和足部清晰可见;右图还保存一只甲虫,也许是这只幼蛙的一顿晚餐。另一块标本保存了肢体和皮肤,可惜头部没有保留下来。摄影:邢立达

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一条3.5厘米长的幼年恐龙尾巴:展示了它的羽毛构造和排列方式。摄影:R. C. MCKELLAR

邢立达最早接触并持续研究的领域是小型古鸟类。当他建立起自己的琥珀人脉圈后,很快就有人发给他一张包裹有鸟类琥珀的照片,这可能是人们第一次在琥珀里发现鸟类。他说:“当时对方的要价差不多相当于一辆全新的宝马车了,可我们最终还是将它买下,在那之后,类似的标本开始接连不断被发现。”

这些鸟类属于一种很古老的类群——反鸟类,它们和其他一些恐龙一起灭绝了。琥珀保存下了它们外部皮肤及羽毛的特征,还有一些身体内部更细节的结构,这些在普通化石上从来都见所未见的。克拉克说:“琥珀为鸟类演化的研究打开了一扇全新的大门!”

例如,其他中国鸟类化石由于在沉积岩中受到强烈挤压作用,形成了类似扇形的尾羽,与现代鸟类装饰性的羽毛类似,有一个空心的中轴。然而在2018年12月,邢立达通过对31块缅甸琥珀的研究发现,羽毛的中轴其实是开放的,一个超薄的结构。所以这些轻薄的羽毛在板状化石上呈现出笔直的状态,那么它们一定经过一个突然压扁的过程,就像压扁一个手镯一样。

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琥珀中包裹的鸟类翅膀:羽毛近端展示出反鸟类的羽毛与骨骼的连接方式。摄影:白明

来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,研究鸟类化石的邹晶梅(Jingmai O'Connor)研究员说:“从琥珀里面保存的立体标本来看,我们以前从平板状化石上获取的很多信息都是错的。”今年2月,该研究团队发表了有关琥珀的新研究,令人吃惊的是,鸟类进化到今天是经过了足部附着有羽毛的一个过程,之后才进化出鳞状的,没有羽毛的足部。

麦考伊说:“尽管科学家已经在年代较近的琥珀中进行了各种尝试,但是《侏罗纪公园》里从琥珀里面调取恐龙DNA的场景目前还不能实现。”不过,研究琥珀的科学家发现了其他类型的化学残留物,如一些色素分子,能告诉我们这些生物在中白垩纪时代的色彩,另外还有保留的一些分子结构如节肢动物外骨骼残余的几丁质,和植物的木质素和纤维素等。

上个月,麦考伊的团队报道了他们从缅甸琥珀的一根羽毛里提取到了氨基酸,这意味着这些化学分子在实验之前还可能保留着蛋白质的部分结构。科学家接下来的任务,就是要对这些古蛋白质测序,从这一角度追溯生物之间的演化关系,并揭示当时远古生物的生活状态。

但是,麦考伊的实验方法需要毁掉部分琥珀,碾成粉末。科学家和收藏者们更希望有其他办法能提取到其中的分子证据。一些研究人员开始采用同步辐射成像法,比如利用高密度X射线照射标本内的化学元素,使之能散发出特殊波长的荧光。邹晶梅说:“我们还需要十余年才能搞清楚如何正确解读这些琥珀里面蕴含的丰富信息。”

在科学家研究标本时,还要对伪造品特别提高警惕。邢立达说:“有一次,我们以为在一块标注为缅甸琥珀的标本里首次发现了龟类,但是化学实验【注:原文中的单词是“chemical tests”,但此处实际应该为CT扫描】证明这是个伪造品。”

穿越而来的无脊椎动物军团

2100公里外,中国科学院南京地质古生物研究所里,古昆虫学家王博正在沏茶。随后,他拿出一袋袋有标签的琥珀昆虫标本。缅甸琥珀里稀有的脊椎动物确实能组成一个非凡的动物群,但在数量和多样性上占据绝对优势仍属无脊椎动物。王博收集了多达3万块包含植物或昆虫的缅甸琥珀,大多数是由研究所出资征集的标本。目前还没有完全展开研究,他预计最终可能会发现4000~5000个新物种。

他的实验室采用一系列高科技手段,可以在不破坏琥珀的情况下观察内部标本。在一间实验室里,通过共轭焦雷射显微镜,可以让标本内部的细小结构成像。另一间实验室,科学家可以通过CT扫描化石内部形态,做出3D立体模型。

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1916~2018年缅甸琥珀中新发现的物种数目:几十年来,科学家们只能接触到很少的缅甸琥珀。2000年开始才渐渐有了这些标本交易。自2010年左右,这种交易热潮让科学家从琥珀里发现了数百个新物种。图源:N. DESAI/SCIENCE; ANDREW ROSS

王博和其他研究人员采用这些新技术,已经发现了很多9900百万年前生命演化的秘密。拿捕食蚂蚁和蚜虫的脉翅目昆虫来说,在一块大琥珀里面,有一只像蝴蝶一样张开翅膀的脉翅目昆虫,展现出一个伪装的类似眼睛的结构,来迷惑捕食者。另一个标本里,一个脉翅目的幼体的形态很类似苔类植物。其他一些脉翅目背部有一些类似植物碎片的样子。昆虫演化到今天,仍然采取着如上的伪装策略。

王博说:“很可惜,琥珀中大部分物种都灭绝了,但是我们也很幸运能发现它们背后的秘密。”

很多类群没有留下直系后代,比如说一种被戏称为“地狱蚂蚁”的物种,拉丁名为Haidomyrmecines。它们演化位置处于蚁类基干位置,有着锋利的,镰刀样的长牙,可以猛烈撞击,刺破其他昆虫。还有一些“独角”蚂蚁,头顶有一个长长的角,大概是用来戳死猎物的。格里马尔迪说:“它们像是蚂蚁世界里的霸王龙,如果只研究现生类群,你可能都不曾知道它们存在过。”

远古的蜘蛛也能给我带来一些惊喜。2018年初,南京地质古生物研究所的王博和黄迪颖,分别在《自然?生态学与进化》上发表研究成果,他们在琥珀里发现了一种蜘蛛模样的生物,还拖着一条长长的像蝎子一样的尾巴。现在它们已经灭绝了,这些蛛形类是蜘蛛演化过程中很早分支出来的,大约250万年前灭绝了。但是在今天的缅甸,曾经和它们一起生活过的蜘蛛却活到了现在。这些原始蜘蛛也有着能吐蛛丝的器官,这一证据表明蛛形类很早就有吐丝能力。

这些丰富的化石标本中,极具价值的标本往往可能看起来模糊暗淡,比如浑身沾满花粉的小甲虫。它们可以为生物进化史上某个极具转变的事件提供关键线索,查尔斯·达尔文把它们称为“令人憎恶的谜团”:最早出现花朵的植物,最可能依靠昆虫的造访来传播花粉。有一些琥珀标本包裹着一些古老植物类群——裸子植物,如针叶树和银杏的花粉,如今它们都靠风来传播花粉。一些昆虫身上附着的花粉看起来很大,并不能靠风力搬运。琥珀像摄影机一样捕捉到了这样一幕:很多昆虫类群的取食范围从裸子植物开始转变到显花植物上,触发了百万年来的协同演化,也造就了如今百花争鸣的植物界和它们多样的传粉昆虫。

来自劳伦斯肯萨斯大学的古昆虫学家迈克尔·安吉尔(Michael Engel)说:研究这种演化的协作关系能帮助科学家进一步理解为什么一些昆虫类群兴旺起来,而另一些只能灭绝。这是一个非常关键的问题,因为昆虫学家开始担心当下的全球气候变化可能会引起新的一批昆虫灭绝。安吉尔说:缅甸琥珀对于这一领域的研究是绝佳的材料,可惜的是,有些人在拿它进行一些破坏性的实验。

琥珀化石的商业“生态系统”

邢立达逛完了路边的小摊,又开始走访一间间的商铺。他坐在那些优雅的茶桌旁,和货物的主人慢慢聊着天。在那些透明的玻璃柜台下躺着一颗颗琥珀,里面包裹着花朵、蕨类植物、松果,以及凶煞的蝎子和蜘蛛,而另有一些新的标本还依旧装在店铺后台的塑料袋里。邢立达甚至还看见有家店在卖幼鸟琥珀,那精巧的翅膀连带爪子都在晶莹的树脂里清晰可见。只可惜这家店要价太高,光这一个琥珀的标价就是145000美元。

等到一天快结束的时候,邢立达的学生背着包回来了,里面装满了各类无脊椎动物以及一些蜥蜴的标本。接着,邢立达就准备飞回昆明和老朋友贾晓会面。贾晓是一位富有的收藏爱好者,也是一位网络商人,她以前曾把世界上第一例琥珀蛇标本借给【注:原文“lent him that first snake in apiece of amber for study(贾晓女生借给邢立达第一块琥珀蛇标本做研究)”,此处为作者误解,实事上贾晓女士已将琥珀蛇标本捐赠给了德煦古生物研究所。根据协议,标本出借于贾女士的私人博物馆做临时展览,为期10年(2018-2027)。在此期间,任何科学家都可以通过联系德煦古生物研究所申请观察/扫描该样本】邢立达做过研究。

途中,邢立达的忙事儿一直都没消停。一下飞机,他的电话就响了:有个缅甸商人手上有块琥珀可能是“全球首例蜂巢琥珀”,想问问邢立达愿不愿意买下来。

于是,邢立达就和贾晓商量着,要不就一块儿把这枚稀有的琥珀买下来?如果他们不出手,这块琥珀很可能会被圈子里的其他人看上,并且会和邢立达竞争。实际上,这个同行组成的圈子并不大,而且里面的人大多“不差钱”。就比如住在上海的夏方远,他说他每年都能花75万美元买缅甸琥珀,与王博等科学家合作写了一打高水平论文。不少新发现的沫蝉、石蛾、蟑螂、蝇等物种都以他的名字来命名。夏方远还有一个专门的银行保险柜来存放这些稀罕的藏品,平时也会带一些鸟类、蜥蜴和青蛙琥珀回家给客人看。不过据他所说,他最爱的一件藏品是自己花22000美元买来的螳螂琥珀。它的保存情况极其完美,好像随时都能抬起头活过来一样。

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古生物学家王博和收藏家夏方远在正在观察一件琥珀藏品。科学家们用夏方远的名字命名了许多新物种以示感谢。摄影:DANIELE MATTIOL

而就在上周,《美国科学院院刊》上还发表了一篇论文专门描述了夏方远的一件特殊藏品。那是一块小小的贝壳琥珀,当时买来的时候商家跟他说这是一种蜗牛。不过夏方远觉得它另有蹊跷,于是找来了王博用CT扫描观察其内部形态。果不其然,研究结果显示这根本不是什么蜗牛,而是一种已经灭绝的海洋头足类动物,并且很可能是菊石。它应当是被一次史前的海洋风暴冲上了海岸,碰巧又被岸边森林的树脂滴到,这才变成了琥珀,也成就了这篇论文。

类似的情况在中国并不罕见,很多具有学术意义并发表过论文的琥珀藏品都留在收藏家那里。西方的古生物学家们对这种做法不以为然,他们认为这样并不能保证琥珀的长期保存,也没法保证其他学者在未来几十年,乃至几个世纪之内都有权观察或分析它们。就如雷菲尔德所说:“科学其实就是不断地建立假说和检验假说,如果这些琥珀以后再无法让其他学者去研究,那我们岂不是只能简单听信最初那批研究者的话(而无法去检验他们的研究结论)?”然而,中国的收藏家们还是不太愿意把琥珀捐赠给博物馆。王博认为,这可能是因为国内的法律并不能根据个人的捐赠行为而实行减税优惠。

除了刚刚说到的《美国科学院院刊》,中国的私人缅甸琥珀收藏者也在其他杂志发表过自己的藏品。《科学进展》杂志就曾发表过夏方远的不少藏品,以及贾晓的琥珀蛇。如今,这枚琥珀蛇标本仍然在昆明,作为展品展示在昆明的一个商场,它的隔壁是贾晓开的一家玩具店【注:同上,贾晓女士已将琥珀蛇标本捐赠给了德煦古生物研究所。根据协议,标本出借于贾女士的私人博物馆做临时展览,为期10年(2018-2027)】。

考虑到藏品的重要价值,贾晓、夏方远,以及合作的科学家们有了一个新计划:他们准备把自己的收藏转变成“私人博物馆”,并且允许外界学者前来研究。夏方远最近正在上海筹建“灵珀阁琥珀博物馆”,那块举世罕见的菊石琥珀也会位列其中。他说自己正在和区政府协商,为筹建中的博物馆争取一块建设空间。实际上,夏方远的做法也是为了履行自己的承诺。当初在《美国科学院院刊》发表论文之前,就有人曾提问藏品保存在私人手里,这是否符合期刊的发表规定?而期刊编辑则表示:“论文作者已经保证,以后只要有专业学者想前来研究这块菊石琥珀,他们都会允许。”

但是,以往的经历让琥珀研究专家们没法放下心来。安吉尔回忆到,他有次专门去约旦观察一块已经发表过的琥珀化石,它被保存在一个所谓的“博物馆”里。“但实际上那个博物馆就是收藏者家的地下室”安吉尔说到,“那个收藏者还跟我说,你当然可以看看它啦,付我一万美元就行。”

无论如何,人们对琥珀化石的渴求还在增长着,毕竟物以稀为贵,更何况琥珀化石的产量已经越来越少了。商家们表示,与2015年的高峰值相比,现在琥珀化石的产量已经下降了很多。当初,这个琥珀产地为人类打开了一道迅速“穿越”回白垩纪时代的窗口,而如今,这个窗口好像又要猛然关闭了。

2017年6月,缅甸军队的直升机飞临了这里。据新闻报道说,他们散发不少传单,让琥珀矿工和当地居民赶紧撤离。紧接着,道路封锁、空袭不断,政府军从克钦地方武装手上取得了琥珀矿区的控制权。联合国2018年的一份调查报告指出,当时的冲突导致了四名群众死亡,另外还有5000多人被困。

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一名士兵在缅甸北部琥珀矿附近的一个村庄巡逻。拍摄:HKUN LAT

有两位曾经当过矿主的人在采访中说,自从政府掌握了矿区控制权以后,税收涨了不少。于是在利润消减的情况下,两人都关闭了矿厂。除此之外,商家们也说到,几乎所有的深矿井现在都已经停工,只有一些浅层矿井和少量秘密采矿点还在继续运转。

有人认为开采琥珀化石产生的利润资助了政府军,也可能资助了地方武装,但是要查证这一点是很困难的。多诺维茨说:“作为一个琥珀化石的消费者,你实际上也参与进了这场战争,因为你身处贸易链条之中,也提高了商品的价格。”【注:缅甸盛产宝石等自然资源,分布在全国各地,其中很多这类资源都有类似的问题】

笼罩在琥珀化石之上的乌云,远不止族群冲突这么简单。在许多盛产化石的国家,比如中国、加拿大、蒙古都有法律条文禁止部分化石标本离岸。缅甸也是如此,按照规定,凡是违反此类条文的人会被处以5~10年有期徒刑,罚款数千美元。可是以现状来看,“缅甸好像有一大批文化遗产、古生物学遗产正在被从地表揭去,运往世界各地。”安吉尔说到。

邢立达强调,他想做的事是追踪科学的细节,而不是去拥有这些琥珀。他说,他本人对缅甸的现状很敏感,因为中国也曾有同样的遭遇,大量中国文物如今都躺在国外的博物馆里。“如果有一天,缅甸能回归和平并且想建一个琥珀博物馆或者自然史博物馆,那么我们愿意把所有琥珀归还缅甸。”邢立达说,“我们很乐意归还,虽说不会无偿赠予。”

一些古生物学家也表示,他们希望能在矿区附近或者至少在县城里面见到琥珀藏品展览。格里马尔迪说:“要是缅甸准备建个琥珀博物馆,我很乐意贡献专业知识帮他们做设计。这将是个伟大的工程,这也是个应当被实现的工程。”近几个月,缅甸第一大城市仰光就开了一家私人琥珀博物馆。在发挥教育功能之外,博物馆的英文网站也公开售卖琥珀、订制首饰,以及提供化石采购服务,甚至还可以陪顾客去琥珀市场购物。一切都说明,这家博物馆的商业性质远远

而对矿区的居民来讲,在不安定的局势面前,琥珀化石的归属权之争正在失去意义。电话里,一位失业的矿工对采访的记者说:“现在,那个地方没有法律管着,毫无稳定可言。”

在采访的最后,这位矿工又提了个小小的请求。他告诉记者,矿工们从来不知道科学家为什么要关心这些包裹在琥珀里的昆虫,或是其它形形色色的生物。他说:“你们要是知道的话,能跟我们讲一讲吗?”

邢立达关于本篇报道的补充说明:

缅甸琥珀最早是作为珠宝进入中国市场的,与缅甸的红蓝宝石进入中国市场及国际市场的形式是一样的。唯一区别的是,缅甸琥珀中有千分之一的概率包含昆虫及其他古生物,这些才是缅甸琥珀的精华。但由于当地人不了解其研究价值,导致大量类似虫珀化石迅速流失甚至被破坏。在中国科学家介入之前,腾冲是缅甸琥珀从缅甸到欧洲的中转站。2011年前后,中国科学家获悉此事,开始关注腾冲,从当地珠宝市场发现了这些重要的资源,认为这些琥珀是非常有研究潜力,开展了有针对性的保护和收集,并取得了一系列的成果。

编辑:科学研究 本文来源:新豪天地登录网址人类首次有缘一睹恐龙时代古

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