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"琥珀像一個(ge) 時空膠囊，封閉了遠古的一個(ge) 小小的三維場景。它又像一架照相機，將古代一個(ge) 很瞬時的場景給捕獲下來。"

王博

中國科學院南京地質古生物研究所研究員

大家好，我是王博，來自中國科學院南京地質古生物研究所。

說起琥珀，我想大家都不陌生，它是大家在日常生活中經常見到的一類寶石，也被賦予了一定的文化和神秘的色彩。其實在我們(men) 琥珀研究人的眼裏，琥珀就是古代的植物樹脂化石。

我們(men) 平常所見到的鬆樹，還有一些水杉植物都可以產(chan) 生樹脂。這些樹脂被分泌出來以後，在沿著樹皮往下滴落的過程中，偶爾會(hui) 包裹進去一些小蚊子、小草等生物體(ti) 。在很偶然的情況下，被埋入到土壤等沉積物中，經曆了上百萬(wan) 年甚至上千萬(wan) 年的地質作用，然後形成的最後產(chan) 物就是我們(men) 見到的琥珀。

琥珀也是我的一個(ge) 研究主題。有很多人問我，琥珀研究到底有什麽(me) 用？我把答案放在最後講，也請大家思考一下這個(ge) 問題。

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封閉遠古三維場景的琥珀

在還是研究生的時候，我研究的是岩石中的昆蟲化石。岩石中的昆蟲化石，如下麵的右圖所示，它的化石都是二維的。相當於(yu) 我們(men) 把一個(ge) 昆蟲給踩扁了，所以很多細節我們(men) 看不到。

當時我查了很多標本，閱讀了很多文獻，還鑒定了一類新的蟬——華翅蟬，但它的頭部結構和生殖器結構，我們(men) 始終都不知道。盡管非常著急，但也沒有辦法，化石保存就是這樣的。

後來，我在一塊緬甸琥珀中，發現了一模一樣的同類標本。當時我非常興(xing) 奮，因為(wei) 琥珀裏麵保存的標本都是三維的、立體(ti) 的，而且非常精細。這就可以解答長久以來所困擾我們(men) 的一些問題。

琥珀中保存的生物或者昆蟲，能精細到什麽(me) 程度呢？大家可以看下麵這張圖，這是一個(ge) 遠古蛾子的標本，在它的翅膀上有很多鱗片，它的鱗片長度其實不到0.1毫米。

但是我們(men) 從(cong) 照片上可以看到，這些鱗片被保存下來了，而且保存得非常精細。所以我當時就決(jue) 定，我要研究琥珀。

10年前國內(nei) 唯一已知琥珀在撫順，即撫順琥珀，而且已經很多年沒有人研究了。所以我的導師就建議我去撫順收集琥珀。從(cong) 此，我也就入了琥珀這個(ge) “坑”。

在收集琥珀的過程中，我發現有一類琥珀，從(cong) 顏色和內(nei) 含物都和典型的撫順琥珀不一樣。這類琥珀就是來自緬甸北部克欽邦的緬甸琥珀。

緬甸琥珀所處的時代是在白堊紀的中期，大概就是一億(yi) 年前。緬甸琥珀裏麵包含了很多昆蟲和植物，還有螃蟹、蠍子和蝸牛等。

此外還有青蛙、壁虎，甚至還有恐龍或者鳥類的羽毛等，這些都是非常罕見、而且很少在琥珀中發現的生物體(ti) 。

另外，它裏麵還有一些我們(men) 以前沒見到過的、沒想象過的一些生物。比如下麵這張圖裏麵就展示了一類帶尾巴的蜘蛛。

我們(men) 知道，現在所有的蜘蛛都是沒有尾巴的，但是在緬甸琥珀中，我們(men) 卻發現一類帶尾巴的蜘蛛。這裏的蜘蛛，也是我們(men) 現在已知蜘蛛的一個(ge) 老祖先。

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捕捉遠古場景的照相機

最有意思的是，琥珀像一個(ge) 時空膠囊，封閉了遠古的一個(ge) 小小的三維場景。它又像一架照相機，將古代一個(ge) 很瞬時的場景給捕獲下來。

所以我在研究琥珀的時候，感覺自己就像一個(ge) 偵(zhen) 探一樣，利用這些信息，來重建當時昆蟲的行為(wei) 和樣貌。

比如下麵這張圖，大家可以看出這是什麽(me) 昆蟲嗎？

它其實是一類豆娘，當然豆娘和蜻蜓類似，但是比蜻蜓個(ge) 子要小。我們(men) 看這張圖裏麵的豆娘，它其實是雄性豆娘，腳很大，而雌性豆娘的腳是正常的。這類豆娘的近親(qin) ，在現在的緬甸還有分布。

在交配季節，雄性豆娘一般會(hui) 在雌性麵前翩翩起舞，然後使勁地舞動它們(men) 的大腳，誰跳的舞漂亮、誰的腳大就容易得到雌性的青睞。

所以根據這些化石，我們(men) 就可以判斷出來，在一億(yi) 年前這些豆娘就已經有了這種複雜的求愛行為(wei) 了。而且那時候的豆娘腳更大，可能跳的舞更漂亮。

有了對象以後，接下來就是結婚生子，然後就是照顧小寶寶了。其實照顧小寶寶這種行為(wei) 我們(men) 把它稱為(wei) 育幼行為(wei) ，這種行為(wei) 也是人類社會(hui) 的構成基礎。我們(men) 不僅(jin) 照顧他，還要教育他。對於(yu) 昆蟲來說也是這樣的，很多昆蟲也演化出了育幼行為(wei) ，

這種行為(wei) 很難在化石中保存下來，沒有證據能夠說明。但兩(liang) 年前，我們(men) 報道了一個(ge) 世界上最古老的昆蟲育幼行為(wei) 的直接證據。

這是一類介殼蟲的琥珀。琥珀裏麵是一個(ge) 介殼蟲的母親(qin) ，在它的腹部，有一個(ge) 很大的卵囊，在卵囊裏麵還有很多未孵化出來的卵，還有已經孵化出來的卵殼。最特別的是，在這個(ge) 母親(qin) 周圍還分布著大概6個(ge) 剛孵化出來的小介殼蟲。從(cong) 這枚化石證據我們(men) 就可以推斷，當時這個(ge) 母親(qin) 具有孵卵行為(wei) ，它保護著這些卵。

另外，剛孵化出來的小介殼蟲還被母親(qin) 照顧著。隻不過它們(men) 的運氣不好，突然一個(ge) 大樹脂掉下來把它們(men) 給糊住了，於(yu) 是它們(men) 就變成了化石，獻身於(yu) 我們(men) 的科學研究了。通過這個(ge) 標本，我們(men) 就可以複原出當時的介殼蟲已經有了複雜的育幼行為(wei) 。

除了這些行為(wei) ，在自然界中，很多昆蟲也演化出了很奇特的偽(wei) 裝行為(wei) 。比如下圖裏的這些昆蟲，它們(men) 有時候會(hui) 把植物碎屑、沙粒，甚至蝸牛殼背在自己身上，達到偽(wei) 裝效果，就像我們(men) 的戰士穿上了各種迷彩服一樣。

這種行為(wei) 看似簡單，其實是很複雜的。大家可以想象一下，如果想具有這種行為(wei) ，首先，這個(ge) 蟲子的智商必須足夠高，它必須會(hui) 辨認所需要的偽(wei) 裝物。

其次，蟲子不像我們(men) ，有手有腳，它需要有特殊的身體(ti) 結構，把這些偽(wei) 裝物準確地放到自己的背上。

最後，它的背上需要有一些特殊的結構或者物質，能夠把這些偽(wei) 裝物給勾住或者黏在身上。

所以人們(men) 一直認為(wei) 這種行為(wei) 演化得很晚，但出乎意料的是，我們(men) 在一億(yi) 年前的緬甸琥珀中發現了幾類昆蟲，也演化出了此類的偽(wei) 裝行為(wei) 。

這裏展示的就是兩(liang) 個(ge) 蛉類的幼蟲。左邊這個(ge) 蛉類幼蟲，身上背著很多小沙粒，右邊的蛉類幼蟲背著很多植物碎屑。通過它們(men) 身上的偽(wei) 裝物，大家能推斷出它們(men) 的生活地點在哪兒(er) 嗎？

這個(ge) 背著沙粒的肯定是生活在沙堆附近，這個(ge) 背著植物碎屑的肯定是生活在地麵的植物碎屑叢(cong) 中。所以通過偽(wei) 裝物，我們(men) 就可以知道它們(men) 的生存環境。

另外，這類昆蟲具有很大的大牙，非常引人注意。因為(wei) 它們(men) 是一類很厲害的捕食者，所以它們(men) 用這個(ge) 偽(wei) 裝，既可以躲避天敵，也可以迷惑獵物，具有一舉(ju) 兩(liang) 得的功能。

除了蛉類幼蟲，還有很多獵蝽也具有偽(wei) 裝行為(wei) 。我們(men) 在琥珀中發現這類獵蝽經常背著一些碎屑，如植物碎屑或者塵土碎屑。所以它在昆蟲界鼎鼎大名，被人稱為(wei) “行走的垃圾桶”。

但並不是所有的獵蝽都願意當垃圾桶，有的種類什麽(me) 都不背，就是在“裸奔”，身上一絲(si) 不掛。如果人類裸奔，可能是在搞行為(wei) 藝術。但對於(yu) 昆蟲來說，特別是這種具有偽(wei) 裝行為(wei) 的昆蟲來說，不背偽(wei) 裝物說明它當時的生存壓力沒有那麽(me) 大，敵人沒那麽(me) 多，它不需要整天背著一堆垃圾到處跑。

大家可能都看過《複仇者聯盟》係列電影，那是一個(ge) 英雄的世界。有人曾經歸納過，想在裏麵當英雄有兩(liang) 種方法，即富人靠裝備，窮人靠變異，在昆蟲世界也是這樣。

下麵我就介紹一個(ge) 靠自己變異，成了自然界的模仿大師的昆蟲。其實這枚標本也是我心中永遠的痛。2015年左右，我的一個(ge) 朋友首次把這枚標本照片發給我的時候，我當時覺得沒什麽(me) 特別，就是一個(ge) 葉子壓在一個(ge) 蟲子身上。

直到過了一年以後，一位台灣很著名的收藏家發給我一枚同類的標本，我才恍然大悟，我之前看走眼了，搞了一個(ge) 大問題出來。

其實這類昆蟲身上長出了很多突出物，這些突出物使得它看起來就像一個(ge) 葉片一樣。從(cong) 這張複原圖上我們(men) 可以看到，這個(ge) 蟲子的身體(ti) 基本上都隱藏在“葉片”之下了。

非常有意思的是，這類昆蟲在現在的自然界中根本找不到，在化石中也是首次出現。幸虧(kui) 有琥珀把它保存下來了，否則我們(men) 永遠也不知道在過去的自然界曾經存在過這麽(me) 奇特的昆蟲。

剛才我講的這些，包括昆蟲和植物都是陸地上的生物，其實在琥珀裏麵偶爾也會(hui) 保存海洋性的生物，之前我們(men) 就報道了一枚很特殊的緬甸琥珀標本。

別看這枚標本不大，長大概三四厘米，寬大概兩(liang) 三厘米，但是我們(men) 把它稱為(wei) “海陸空大雜燴”。大家可以從(cong) 右下角這個(ge) 標本裏麵猜出它包含了多少個(ge) 生物體(ti) 嗎？

這裏麵至少有40個(ge) 生物體(ti) ：有能飛的蚊子、小蜂類，還有陸地上爬的，比如千足蟲、蟑螂，還有海裏麵生活的海螺和菊石。

菊石是一類現在已經滅絕的海洋生物。它和我們(men) 現在經常吃的烏(wu) 賊、章魚其實是近親(qin) ，隻不過它們(men) 的殼長在外麵，很漂亮。通過這枚標本，我們(men) 就可以推斷當時這個(ge) 琥珀森林大概在海邊或者離海不遠。

海裏的海螺殼或者菊石殼被衝(chong) 到了海邊或者離海不遠的池塘裏邊，然後樹脂滴落下來，將它們(men) 包裹起來。經曆地質作用以後，形成了琥珀。通過這枚標本，我們(men) 就可以重建當時的琥珀森林大概是什麽(me) 樣子的。

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如何複原琥珀裏生物的絢麗(li) 色彩？

我給大家看了很多琥珀裏的昆蟲和植物，也看了很多色彩絢麗(li) 的複原圖。但很不好意思，這些複原圖的色彩都是我和畫師想象出來的，因為(wei) 顏色無法在化石中保存。

我們(men) 知道顏色分為(wei) 兩(liang) 類：一類是色素色，即化學色；還有一類是結構色，即物理色。所以我當時就想，我們(men) 能不能通過化石，用一些手段把昆蟲的顏色重建出來。如果我們(men) 知道顏色，將是一件多麽(me) 有意思的事情。

色素很容易降解，所以很難在化石中保存下來。但對於(yu) 結構色來說，它是生物體(ti) 表麵的納米級結構，對光線產(chan) 生了各種反射、折射等作用而形成的顏色。最經典的例子就是我們(men) 平時見的蝴蝶翅膀上的鱗片。

把圖中這個(ge) 鱗片逐級放大，我們(men) 可以看到，鱗片表麵有非常複雜的結構。從(cong) 原理上講，我們(men) 一旦知道了表麵的納米級結構，就可以通過計算把它的顏色複原出來。

所以，我們(men) 從(cong) 緬甸琥珀裏麵尋找了一類很原始的蛾子，在這類蛾子的翅膀上麵密密麻麻分布著很多鱗片。我們(men) 就和很多生物學家、物理學家合作，把這個(ge) 鱗片的三維結構重建出來。同時利用物理模型，計算了它們(men) 當時的顏色。我們(men) 在上圖中看到的金黃色的顏色就是它真實的顏色，也是我們(men) 複原出來的顏色。這也是目前我們(men) 已知的、最古老的昆蟲顏色。

很可惜，我們(men) 現在的古生物世界，基本上還是一個(ge) 黑白膠卷的時代。相信隨著技術的不斷進步，我們(men) 會(hui) 把更多的顏色重建出來。真正從(cong) 黑白膠卷過渡到一個(ge) 彩色世界。

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琥珀挖掘之旅

除了技術上的進步，作為(wei) 一個(ge) 地質工作者，我們(men) 也在不斷挖掘新的琥珀材料。比如有一次，我的一個(ge) 緬甸朋友，要帶我們(men) 去緬甸北部的老礦看一下產(chan) 地。當時都已經快成行了，但是當地打仗打得很厲害，我們(men) 去不了了。

可是當時我都準備好了，所以心有不甘，我就想偽(wei) 裝一下，悄悄地進村。這位緬甸朋友對我說：“我們(men) 緬甸本地人都是屬於(yu) 精壯型的，像王博士這種粗壯型的體(ti) 格，一看就不是緬甸的‘物種’。”

好在這位朋友帶我們(men) 去緬甸西部一個(ge) 剛剛發現的新的礦區，當時叫做提林礦。我們(men) 一到了新礦區就非常興(xing) 奮，因為(wei) 我們(men) 發現這個(ge) 新礦區的岩石和地層和老礦是完全不一樣的。

後來我們(men) 就采集了很多標本帶回國，經過分析發現，這個(ge) 新礦的年代比老礦晚了2000多萬(wan) 年。這個(ge) 新礦的時代大概是在7000萬(wan) 年前，恰恰處於(yu) 恐龍滅絕的前夕。而且這一時期，全世界都沒有發現過琥珀礦，所以這個(ge) 新礦為(wei) 我們(men) 了解恐龍滅絕前世界是什麽(me) 樣子的，提供了很多證據。

現在看這些琥珀都很漂亮，其實最開始挖出來的這些琥珀都髒兮兮的，像一個(ge) 煤塊一樣。我們(men) 要經過切割、打磨等很多道工序，才能把它最終的真實麵貌給露出來。

研究後的琥珀我們(men) 也會(hui) 把它密封在樹脂裏麵來隔絕氧化，這樣它才能長久地被保存下來。

另外，除了放大鏡、顯微鏡等技術，我們(men) 也在不斷應用一些新的技術來觀察各類琥珀。比如下麵這一枚標本，我不知道大家是否能夠看出這是一個(ge) 什麽(me) 生物體(ti) 。

其實它是一個(ge) 花骨朵。這張照片已經是我們(men) 拍攝的極限了。但是我們(men) 用顯微CT可以得到下麵非常精細的照片。

顯微CT與(yu) 我們(men) 去醫院做的CT的原理是一樣的，隻不過它的精度更高，拍的照片更多。利用顯微CT，我們(men) 可以看清楚標本表麵的一些細節的結構，而且還能把這個(ge) 花骨朵內(nei) 部的結構也重建起來。

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研究琥珀有什麽(me) 用？

最後，我來回答最開始提出的問題：研究琥珀有什麽(me) 用？

我想琥珀裏邊蘊藏的信息是非常豐(feng) 富的。我們(men) 可以通過研究琥珀，來了解過去的生物長什麽(me) 樣，了解過去的環境是什麽(me) 樣的。這些信息為(wei) 我們(men) 了解現代的生物類群，還有保護我們(men) 現在的生物多樣性和環境，提供了很好的借鑒。

其實琥珀裏麵還蘊藏了很多重要的信息，以我們(men) 現在的技術，隻能解密這個(ge) 時空膠囊裏麵一少部分的信息。我想隨著技術的進步，我們(men) 或許可以得到更多的信息，這就需要我們(men) 繼續保護和善待琥珀資源，也希望大家能夠支持我們(men) 的研究。

來源：格致論道講壇

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