一条小鱼如何解开青藏高原隆起的进化秘密?
你一定听过“世界屋脊”青藏高原的名头,你知道吗?
如今巍峨挺立、高寒荒芜的它,
其实在亿万年前,曾是一片一望无际的汪洋。
斗转星移间,沧海变桑田,
漫长的地质运动重塑了地表,改写了山河格局,
岁月留下的地质痕迹,
大多被深埋在厚重岩层之下,
渐渐消失在了时间长河里。
那科学家究竟要如何才能破解,青藏高原一步步隆起的时间密码呢?
青藏高原平均海拔超过4000米,在这里每移动一步,都很容易因为高原缺氧气喘吁吁。
青藏高原
来源|新华社
但从上世纪50年代开始,一批又一批中国科学家不惧险阻,一步步深入这片雪域高原,开展了全面且持续的综合科考研究。其中,从1956年到1976年,有一位年轻的中国科学家,先后九次踏入青藏高原腹地,沿着高原江河的流向,在冰冷刺骨的冰川融水里,执着寻找一种特殊的鱼类——裂腹鱼,这位科学家就是曹文宣。
整整二十多年里,他九次踏上高原,支撑他走完全程的,是一个大胆的科学猜想:这种鱼类的身体结构里,会不会藏着青藏高原隆起的演化秘密?
裂腹鱼
来源|中国渔业报
那个年代的野外考察,既没有越野车辆代步,也没有先进的科考设备,最常用的采集方式,就是挽起裤腿跳进水里,靠双手一点点“摸鱼”收集标本。
曹文宣和同事们翻过雪山、走进深涧,长途跋涉在荒无人烟的冰原上,最终累计采集到近百种、共上万条鱼类标本,还发现了22个从未被记录过的鱼类新物种。
曹文宣(中)在青藏高原冰湖采集标本
来源|中国科学家博物馆
付出的努力终究得到了回报,通过对海量标本的深入研究,青藏高原的地质奥秘终于被一点点揭开。
1977年,曹文宣在《裂腹鱼类的起源和演化及其与青藏高原隆起的关系》这篇论文中,第一次提出了自己的核心观点:
“自第三纪末期开始的青藏高原的急剧隆起,引起环境条件发生显著的改变,使原来生活于本地区内,适应于温暖气候和湖泊静水环境的鲃亚科中的某一种类,相应地产生了变化,而且与原来的类群有地理上或生境上的隔绝,从而演变为适应于寒冷气候和河川急流环境的原始的裂腹鱼类。”
曹文宣《裂腹鱼类的起源和演化及其与青藏高原隆起的关系》手稿
来源|中国科学家博物馆
为了验证这个推论,他对比了上百份裂腹鱼标本,精准捕捉到了这个物种形态演化的清晰规律:
“(1)体鳞趋于退化,从全身被复细鳞到体鳞局部地消失,再到体鳞全部消失;(2)下咽齿行数趋于减少,从三行到二行再到一行;(3)触须趋于消失,从具有二对到只有一对再到不具触须。”
曹文宣《裂腹鱼类的起源和演化及其与青藏高原隆起的关系》手稿
来源|中国科学家博物馆
曹文宣在论文里逐一论证了这些形态变化,和以温度为核心的环境改变之间的关联,最终得出结论:“环境条件的改变同青藏高原的上升有关,这说明了裂腹鱼类是在高原的上升过程中产生和演变的。”
除此之外,他通过梳理裂腹鱼的三个演化阶段,间接证明了青藏高原的隆起过程,对应分为三次急剧抬升和相对稳定交替的阶段。
这篇论文研究思路新奇,论据扎实充分,发表之后立刻在学术界引发了热烈讨论。学者们一致认为,这项研究为探究青藏高原隆起的时间、抬升幅度和具体形式,提供了非常有价值的佐证,还开创了用生物演化过程论证地质变迁的全新研究方向。
科学家简介
曹文宣,1934年5月19日生,中国科学院院士,是我国知名的鱼类生物学家。
曹文宣长期深耕长江鱼类资源,以及珍稀特有鱼类物种保护的研究。他通过研究高原特有的裂腹鱼类的生物学特征,以及它们和高原环境变化的适应关联,创新性地从裂腹鱼类的起源、演化和分布的角度,论证了青藏高原的地质发展历史。
参考文献:
[1]曹文宣——老科学家学术成长资料采集工程.
[2]曹文宣:用一条鱼论证“世界屋脊”的隆起——记曹文宣院士对青藏高原地质变迁的研究. 科技日报. 2023-03-03.
[3]曹文宣 心系河湖鱼水情. 人民日报. 2020-09-15.
[4]险些命丧澜沧江,这位老院士70年专注研究一条鱼. 中国科学报. 2025-04-10.
供稿:中国科学家博物馆
原标题:《一条鱼破译“世界屋脊”的隆起密码?》
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