一條小魚如何解開青藏高原隆起的進(jìn)化秘密?
你一定聽過“世界屋脊”青藏高原的名頭,你知道嗎?
如今巍峨挺立、高寒荒蕪的它,
其實(shí)在億萬年前,曾是一片一望無際的汪洋。
斗轉(zhuǎn)星移間,滄海變桑田,
漫長的地質(zhì)運(yùn)動重塑了地表,改寫了山河格局,
歲月留下的地質(zhì)痕跡,
大多被深埋在厚重巖層之下,
漸漸消失在了時間長河里。
那科學(xué)家究竟要如何才能破解,青藏高原一步步隆起的時間密碼呢?
青藏高原平均海拔超過4000米,在這里每移動一步,都很容易因?yàn)楦咴毖鯕獯跤酢?/p>
青藏高原
來源|新華社
但從上世紀(jì)50年代開始,一批又一批中國科學(xué)家不懼險阻,一步步深入這片雪域高原,開展了全面且持續(xù)的綜合科考研究。其中,從1956年到1976年,有一位年輕的中國科學(xué)家,先后九次踏入青藏高原腹地,沿著高原江河的流向,在冰冷刺骨的冰川融水里,執(zhí)著尋找一種特殊的魚類——裂腹魚,這位科學(xué)家就是曹文宣。
整整二十多年里,他九次踏上高原,支撐他走完全程的,是一個大膽的科學(xué)猜想:這種魚類的身體結(jié)構(gòu)里,會不會藏著青藏高原隆起的演化秘密?
裂腹魚
來源|中國漁業(yè)報
那個年代的野外考察,既沒有越野車輛代步,也沒有先進(jìn)的科考設(shè)備,最常用的采集方式,就是挽起褲腿跳進(jìn)水里,靠雙手一點(diǎn)點(diǎn)“摸魚”收集標(biāo)本。
曹文宣和同事們翻過雪山、走進(jìn)深澗,長途跋涉在荒無人煙的冰原上,最終累計采集到近百種、共上萬條魚類標(biāo)本,還發(fā)現(xiàn)了22個從未被記錄過的魚類新物種。
曹文宣(中)在青藏高原冰湖采集標(biāo)本
來源|中國科學(xué)家博物館
付出的努力終究得到了回報,通過對海量標(biāo)本的深入研究,青藏高原的地質(zhì)奧秘終于被一點(diǎn)點(diǎn)揭開。
1977年,曹文宣在《裂腹魚類的起源和演化及其與青藏高原隆起的關(guān)系》這篇論文中,第一次提出了自己的核心觀點(diǎn):
“自第三紀(jì)末期開始的青藏高原的急劇隆起,引起環(huán)境條件發(fā)生顯著的改變,使原來生活于本地區(qū)內(nèi),適應(yīng)于溫暖氣候和湖泊靜水環(huán)境的鲃亞科中的某一種類,相應(yīng)地產(chǎn)生了變化,而且與原來的類群有地理上或生境上的隔絕,從而演變?yōu)檫m應(yīng)于寒冷氣候和河川急流環(huán)境的原始的裂腹魚類。”
曹文宣《裂腹魚類的起源和演化及其與青藏高原隆起的關(guān)系》手稿
來源|中國科學(xué)家博物館
為了驗(yàn)證這個推論,他對比了上百份裂腹魚標(biāo)本,精準(zhǔn)捕捉到了這個物種形態(tài)演化的清晰規(guī)律:
“(1)體鱗趨于退化,從全身被復(fù)細(xì)鱗到體鱗局部地消失,再到體鱗全部消失;(2)下咽齒行數(shù)趨于減少,從三行到二行再到一行;(3)觸須趨于消失,從具有二對到只有一對再到不具觸須?!?/p>
曹文宣《裂腹魚類的起源和演化及其與青藏高原隆起的關(guān)系》手稿
來源|中國科學(xué)家博物館
曹文宣在論文里逐一論證了這些形態(tài)變化,和以溫度為核心的環(huán)境改變之間的關(guān)聯(lián),最終得出結(jié)論:“環(huán)境條件的改變同青藏高原的上升有關(guān),這說明了裂腹魚類是在高原的上升過程中產(chǎn)生和演變的?!?/p>
除此之外,他通過梳理裂腹魚的三個演化階段,間接證明了青藏高原的隆起過程,對應(yīng)分為三次急劇抬升和相對穩(wěn)定交替的階段。
這篇論文研究思路新奇,論據(jù)扎實(shí)充分,發(fā)表之后立刻在學(xué)術(shù)界引發(fā)了熱烈討論。學(xué)者們一致認(rèn)為,這項(xiàng)研究為探究青藏高原隆起的時間、抬升幅度和具體形式,提供了非常有價值的佐證,還開創(chuàng)了用生物演化過程論證地質(zhì)變遷的全新研究方向。
科學(xué)家簡介
曹文宣,1934年5月19日生,中國科學(xué)院院士,是我國知名的魚類生物學(xué)家。
曹文宣長期深耕長江魚類資源,以及珍稀特有魚類物種保護(hù)的研究。他通過研究高原特有的裂腹魚類的生物學(xué)特征,以及它們和高原環(huán)境變化的適應(yīng)關(guān)聯(lián),創(chuàng)新性地從裂腹魚類的起源、演化和分布的角度,論證了青藏高原的地質(zhì)發(fā)展歷史。
參考文獻(xiàn):
[1]曹文宣——老科學(xué)家學(xué)術(shù)成長資料采集工程.
[2]曹文宣:用一條魚論證“世界屋脊”的隆起——記曹文宣院士對青藏高原地質(zhì)變遷的研究. 科技日報. 2023-03-03.
[3]曹文宣 心系河湖魚水情. 人民日報. 2020-09-15.
[4]險些命喪瀾滄江,這位老院士70年專注研究一條魚. 中國科學(xué)報. 2025-04-10.
供稿:中國科學(xué)家博物館
原標(biāo)題:《一條魚破譯“世界屋脊”的隆起密碼?》
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