互动科普

科学世界：这3件化石是从哪里出土的？

周忠和：是从辽宁省西部地区出土的，都属于距今1.2亿年以上的白垩纪热河生物群。

科学世界：当时这些鸟生活在什么样的环境中呢？

周忠和：以鸟化石本身的岩石类型（页岩、泥岩）以及相同地层发现的其他生物化石为依据，我认为当时是一种内陆淡水湖泊的环境。例如，与鸟类化石共生的化石中，就有许多淡水的动物。在白垩纪早期，辽西地区即便放到全球范围内看，恐怕也是最大的一块陆地了，当时其他地区大部分都还被海水覆盖着。

科学世界：辽西地区的鸟类化石是在什么样的灾难事件中形成的呢？

周忠和：如果只是普通的死亡事件，鸟会直接掉在地面上，之后很快就会被微生物分解，留不下化石。因为鸟类遇到常见危险是可以飞走的，所以一般要在大的灾难事件中才能保留下完整的化石。具体的灾难事件还没有搞清楚，我觉得很可能与火山活动有关系。因为火山活动会喷发出大量的毒气，可能造成生物的大范围死亡。当然，只是死亡掉到水中还不够，还需要大量的物质迅速将它们埋藏起来，这样才有可能形成比较好的化石。我们发现的鸟类化石大部分都保存在代表静水环境的地层中，比如古代的湖泊。

科学世界：古生物的生活环境是怎样还原的？

周忠和：这要综合很多因素才能还原。就拿确定古生物生活的年代来说吧。我们说古生物生活在几亿年或几百万年前，那不是瞎编的，而是依据大量的地质测年数据的结果来说的。经过同位素地质学家的大量工作，我们将热河生物群的年代定为距今1.3亿～1.2亿年前的早白垩纪。

科学世界：化石的精确测年是用什么技术来实现的？是用碳14吗？

周忠和：碳14只能测定距今大约5万年内的跨度，测不了那么古老的年代。要测更古老生物化石的年代，目前比较多的是用氩-氩同位素、铀-铅同位素等方法。比如说要标定1.25亿年前的时间，即使只有1％的误差，那就可能代表了1.26亿年到1.24亿年的实际范围，上下差了200万年。当然，这中间可能还有其他的误差在内。在这么长的时间里，可能发生的事情就太多了。

最近几年，有些比较好的测年的精度可以达到0.1%。这样的话，在1亿年中可以精确到10万年。比如说，最近研究人员研究二叠纪末2.5亿年前生物灭绝事件，灭绝的时间就可以限定于20万年的时间范围内，而不是更模糊。世界上关于测年的研究一直在不断地进展中，精度一直在提高。这对更精准地研究生物进化的过程是非常关键的。

我们古生物学家的工作性质有点像侦探，要分析古生物活动过的蛛丝马迹。当时的环境肯定不能完全恢复，我们只能尽可能地根据化石和保存化石的岩石证据，来恢复它们当时的生活信息。我们能得到多少线索，主要取决于科学技术的发展和研究者的水平。

“进化”没有方向性

科学世界：如何理解古生物学中 “将今论古” 的研究方法？

周忠和：“将今论古”是我们的一个研究原理。我们研究古生物化石，肯定要拿现代生物的标本和它们作对比。我们今天看到的化石只是生物演化史上的一个片段，很有限，但是不能教条地用所有的现代生物的生活方式去解释古生物，毕竟过去和现在的环境背景有很大的不同，除此以外还有很多未知的东西。除了“将今论古”，还有“借古议今”，我们的一些研究领域，就是重现出古代的环境跟今天的环境作对比。研究古生物，可以让我们对未来有宏观的思考。

科学世界：您是如何理解“进化论”的？

周忠和：“进化论”，其实应该是“演化论”。我国的严复最早将英国学者赫胥黎的著作翻译过来，就叫《天演论》。

很多人觉得“进化”应该是从低级到高级、从简单到复杂的，总是发展得越来越高级的过程。这种理解是错的。生物所处的“高级”和“低级”状态是人为的价值的判断。凭什么说人类就比老鼠高级呢？其实这是从人类的角度来说的。

科学世界：这么说，生物并不是感觉出某个性状有利才“进化”，而是“乱试”出来的？

周忠和：对，生物演化并没有预设的方向性。自然选择也并不是有意识地进行的，不是说生物觉得某个特性不好就自己慢慢去掉，发现某个特性好就逐渐加强，形成所谓的“进化”。遗传和变异是自然选择的基础，主要是环境和机遇引导演化的方向。所谓的“进化方向”是人们总结出来的，生物本身并没有按照某种特定方向演化。很多人都有一种误解，认为生物进化之路是从最初始的单细胞，一路朝着最高级的“人”的方向奔去。

生物的演化过程是漫长的，有向“高处”发展的生物，也有朝着“低处”发展的生物，它们都是在演化。难道说，翼龙飞到天上就高级，不飞就不高级了吗？蛇一开始有脚，后来都没有脚了，这是“进化”还是“退化”？所以，这要看以什么标准来判断。

人们还容易忽略的一点是，即便是自然选择，也并不是驱使生物演化的惟一动力。其实，生物演化的偶然性是非常强的，机遇所占的比例要大大超过我们许多人的想象。在生物演化中，最容易被忽视的就是“机遇”，即“偶然性”。而它的重要性，可以从遗传的变异、生物物种的形成、地质环境的变化等多方面得到验证。

（本文发表于《科学世界》2013年第6期）