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毛方園。 圖片|科技日報

2018年底，在美國紐約一間不大的公寓里，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員毛方園度過了她最難忘的一個圣誕節(jié)。

彼時，她正在美國自然歷史博物館從事博士后研究工作。她要攻克的，是被譽為哺乳動物古生物學(xué)“圣杯”的哺乳動物中耳漸進演化問題。

“古生物學(xué)家認為，哺乳動物中耳內(nèi)的3塊聽小骨是從爬行動物的下頜關(guān)節(jié)骨演化而來的?！泵綀@向記者介紹，從達爾文時代開始，哺乳動物咀嚼器官和聽覺器官的分離過程就一直是個謎。哺乳動物的遠古祖先曾擁有一體化的聽覺和咀嚼結(jié)構(gòu)，但在此后演化中為了適應(yīng)自然選擇，提高兩者的工作效率，它們出現(xiàn)了分離。分離過程究竟是怎樣的？古生物學(xué)家一直沒能給出確切答案。

由于缺少完整、清晰的化石證據(jù)，關(guān)于哺乳動物中耳漸進演化的假說，終究只能停留在假說階段。直到毛方園等人的研究成果出現(xiàn)，這一漸進演化過程終于被“呈現(xiàn)”出來。

去往美國前，一次偶然的機會，毛方園得到了采自距今約1.24億年早白堊世遼寧熱河生物群的李氏源掠獸化石。拿到化石后，毛方園和合作者對其進行了初步的CT掃描，結(jié)果令她很興奮，“我們大致看到了它里面的中耳形態(tài)”。

僅是大致形態(tài)還遠遠不夠。要拿出能夠令學(xué)界信服的證據(jù)，高精度CT掃描是第一步?！叭绻麙呙杈缺容^低，可能就不足以區(qū)分出不同的結(jié)構(gòu)特征，進而就會導(dǎo)致在復(fù)原過程中留有很多空白，只能依靠人的想象去填補。這就會使最終結(jié)果不夠準(zhǔn)確，說服力也不強?！彼f。

借助顯微斷層掃描儀，毛方園將掃描精度控制在了5微米以下。當(dāng)一張張清晰的掃描圖片呈現(xiàn)在她眼前時，她心潮澎湃。

不過，掃描得到的僅是一張張切片圖，只有在這些單層的切片之上，一層層地復(fù)原出標(biāo)本原有的三維形態(tài)，才能給出最直觀的證據(jù)。

從圣誕節(jié)前開始，一直到元旦后，毛方園將自己“關(guān)”在了公寓里。守著面前的筆記本電腦，她開始一點點復(fù)原標(biāo)本。經(jīng)過一筆又一筆的細心勾勒，切片圖上“長”出了立體的形態(tài)，1.2億年前的生物就這樣在毛方園的筆下“復(fù)活”了?！澳欠N感覺就像遠古生物活生生地呈現(xiàn)在你面前?！彼貞浀馈?/p>

“李氏源掠獸的多件標(biāo)本首次展示了一個關(guān)鍵特征，即聽骨與麥?zhǔn)宪浌侵g無骨質(zhì)連接，這意味著它的聽覺與咀嚼器官已完全分離。”毛方園說，這一發(fā)現(xiàn)填補了過渡型中耳和典型哺乳動物中耳在演化過程中表型特征的空缺。2019年12月，《科學(xué)》在線發(fā)表了毛方園等人關(guān)于李氏源掠獸的研究成果。該成果也入選“中國古生物學(xué)2020年度十大進展”，并位列首位。

直到讀博，毛方園與早期哺乳動物才算正式“碰面”。她本科階段學(xué)的是地質(zhì)學(xué)，讀研時在中國科學(xué)院南京地質(zhì)與古生物研究所攻讀孢粉學(xué)碩士學(xué)位。2008年，研二的暑假，毛方園來到內(nèi)蒙古二連盆地進行地質(zhì)考察，她要進行孢粉采樣，并依據(jù)采集到的樣品，分析古環(huán)境的植物組成和氣候變化，判定地層沉積時間。

在二連盆地的戈壁上，漫天的沙塵、一望無盡的荒漠不僅沒有“勸退”這位南方姑娘，反而將她迷住。

“相比坐在實驗室，我更喜歡在野外探索?！泵綀@在那時決定讀博，并將研究方向轉(zhuǎn)向與野外打交道更多的古脊椎動物學(xué)，而那次帶隊考察的老師、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員王元青，后來成了毛方園的博士生導(dǎo)師。

毛方園不喜歡循規(guī)蹈矩。讀博時，她總愿意獨辟蹊徑，曾嘗試將一些新的研究方法引入早期哺乳動物研究中。

“比如，我們?nèi)祟惖难例X和爬行動物的牙齒就很不一樣。我們只換兩代牙，我們的牙齒非常堅固，可以咀嚼各類食物。因為我們牙齒里有個結(jié)構(gòu)叫釉柱，它可以增強牙齒的韌性。”毛方園試圖將這一重要的分類特征應(yīng)用到對早期哺乳動物的研究中，探索其功能意義。

這種方法在古人類學(xué)研究中用得比較多，但在早期哺乳動物研究中應(yīng)用較少。由于缺少前人經(jīng)驗，毛方園只能自己翻閱文獻，請教古人類學(xué)專家，自己摸索著解決問題。“我想的點子確實不少，但能實現(xiàn)的還是少數(shù)?！泵綀@打趣道。

毛方園還喜歡接觸、學(xué)習(xí)新的技術(shù)。“現(xiàn)在古生物學(xué)已經(jīng)成為多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，很多東西都要了解一點。至少要知道它大致的基本原理，你才能明白怎樣達到想要的效果?！彼f。

如今，毛方園又將目光投向了大數(shù)據(jù)與人工智能，她希望通過與其他領(lǐng)域?qū)W者合作，建立標(biāo)本的三維數(shù)據(jù)庫，借助深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實現(xiàn)對化石部分生物特征的自動識別、表型組和基因組的聯(lián)合，最終實現(xiàn)預(yù)測演化過程。

毛方園一年中有兩三個月的時間在野外考察。作為一名女性科技工作者，她在野外并不會受到過多“優(yōu)待”。

“比如，我們所的女科學(xué)家有時需要和男同事一起到煤礦礦井中去尋找化石標(biāo)本。等到上來時，所有人的臉都漆黑，分辨不出男女了。”毛方園告訴記者，在野外，大家不分男女，都干一樣的活，“男同胞有時會在一定程度上照顧女同事，大家相互協(xié)作”。

野外環(huán)境艱苦，但毛方園并不覺得辛苦?！拔矣X得，做一件事辛不辛苦，不是由外在條件決定的，而是在于你喜不喜歡它。”她說，在荒野中尋找化石，在實驗室拼接、修復(fù)化石，在設(shè)備上觀察、復(fù)原化石，在計算機前討論、研究實驗結(jié)果……這些工作看似艱辛，她卻樂在其中。

作為一名女性科技工作者，毛方園并不回避女性可能在科研事業(yè)發(fā)展中遭遇的困境。她曾見過優(yōu)秀的女性科技工作者因為家庭原因被迫放棄科研道路，也在野外考察時見到帶孩子一起工作的母親。

她表示，目前我國相關(guān)評價機制、獎勵政策等，對于女性科技工作者已有了相應(yīng)傾斜，很大程度上緩解了女性在科研事業(yè)發(fā)展中遭遇的瓶頸。

毛方園希望，社會能夠給予女性科研人員更多支持。她相信，未來在一系列制度政策的支持下，女性將為我國科技事業(yè)發(fā)展作出更多的貢獻。

◎ 來源｜科技日報