古生物学从“将今论古”到“以古启今”
普通观众可能会在自然类的博物馆里短暂地“穿越时空”,近距离接触那些早已变成化石的远古生物,也或许曾经在大银幕上一睹恐龙的风采。但对于绝大多数的人来说,这一切背后的学科——古生物学,却是一个较为陌生的名词。其实,古生物学算得上是一门古老而年轻的学科。
现代的古生物学肇始于19世纪中后期。拉马克、居维叶以及布朗尼尔分别是古无脊椎动物学、古脊椎动物学和古植物学的奠基人,这三位开山立派的“祖师爷”算是为古生物学最早的版图确立了疆界。这些早期的研究者一般都被称为“博物学家”,个个是各种门类都精通的“通才”。钻研这些和现实生活联系不是很紧密的学问,经济压力往往是不小的,所以他们在当时不是拥有某种贵族的身份就是得到了某个贵族的资助,这和19世纪末至20世纪科学事业在美国完全“职业化”,普及进入平民阶层之后的情况大不相同。所以这么一看,古生物学还算是有一个“高大上”的开端呢。
古生物学发展的早期,受到了地质学思想的巨大影响,二者关系十分紧密。地质学中有一种思想叫“将今论古”,最早是由一位英国地质学家莱伊尔提出来的,他认为过去和现代的地质作用是在相同的速度和形式下进行的。所以,可以利用现代地球上正在进行着的地质作用,来解释过去地球上发生的地质作用。
古生物学在好多方面受这种思想影响,比如其中的“适应功能分析”。举一个简单的例子,中生代时期的鱼龙是一种已经完全灭绝的海生爬行动物,鱼龙化石显示,它们具有十分明显的流线型体形,和现生的海豚非常接近。海豚的流线体形是为了适应海洋生活的一种适应性进化。那么,我们就可以合理推测,鱼龙的类似形体,也是相似的自然选择力量作用的结果。古生物学中“将今论古”的思想几乎到处都可以体现,古生物学家发现一种表面看起来十分奇怪的远古生物时,往往第一反应是在现生生物中寻找相似的对应物,再依据它做出合理的解释和推测。
说到了“将今论古”,就不能不谈谈古生物学“以古启今”的意义。“以古启今”即是利用关于地质历史时期的知识,来启发我们当下对地球系统的认识。
2019年6月,据新华社报道,夏威夷冒纳罗亚观测站记录到大气二氧化碳浓度再创新高,达到414.7ppm。只有从地质历史的角度才能充分理解这个数字对人类的意义,这个数字上一次这么高还是在数百万年前,当时人类还没有进化出现,我们的祖先南方古猿尚在非洲大陆的一隅。那么,地球大气中二氧化碳浓度的持续飙升究竟会对地球生物圈造成怎样的长期影响?如果人类低碳减排的努力失败,地球环境长期将发生怎样的对应变化?对这些问题的回答,科学家都可以从化石的记录中找到部分答案。比如三叠纪末期,地球曾经历过一段强烈的火山活动时期,有科学家估计当时的大气二氧化碳浓度一度高达4400ppm,当时的地球生物圈经历了一场惨烈的生物大灭绝,这些历史数据可以为我们预测地球系统未来演化的模型提供宝贵的边界限定值。
从这些意义上来说,古生物学又是一门“胸怀高远”的学科,为人类的未来提供重要的预测和建议。从“将今论古”到“以古启今”,思想的发展为古生物学的发展奠定了基础。
山西自然博物馆 贾磊