• 网信彩票

    國內科學家

    地質學家張誌飛:探索寒武紀生物 追溯生命之起源

    發布時間:2024-02-29 作者:
    王超
    來源:
    鹹寧新聞
    分享:

    作為一名地質科學家,山野林間、古老地層上都有著他探索的身影;作為一名博士生導師,三尺講台、教室講堂有著他激揚文字的身形。如果說科研工作是探索真理、發現真理,那麽教學工作就是闡明真理、傳播真理。20多年來,他一直懷抱著無限的激情,孜孜不倦、不懈探索,他就是西北大學地質學係教授張誌飛。



    作為教育部長江學者特聘教授、國家傑出青年科學基金獲得者、中組部萬人計劃和科技部中青年科技創新領軍人才,張誌飛多年來以寒武紀腕足動物研究為主線,從事寒武紀大爆發與冠輪動物的起源、譜係演化和生態學研究,論證了地球已知最早的腕足動物、苔蘚蟲、寄生蟲,軟體動物和環節動物的早期代表,揭示了地球底棲動物(草根型)生態係統的建立及宜居性演化過程,並提出地球生態係統三分的宏演化階段,為揭開寒武紀生命大爆發之謎做出了重要學術貢獻。


    科研求創新 探索寒武紀

    《莊子·逍遙遊》中說:“上古有大椿者,以八千歲為春,八千歲為秋。此大年也。”生命是如何起源的?又是如何演化的?地球上的生物包括動物、植物和微生物,前寒武紀生命以菌藻類微生物為主,統治地球至少30億年;植物(維管植物)起源於晚誌留/早泥盆世,至白堊紀早期最早的被子植物(最高等植物門)才出現,植物界演化成型至少曆時3億年。但是,地球動物從埃迪卡拉紀末期開始出現到寒武紀第三期脊椎動物(最高等動物門)出現,曆時僅僅4000萬年。因此,動物門類在寒武紀早期的出現和動物界的快速成型事件,無論相對於46億年的地球曆史還是其他生物的億年或幾十億年的演化過程都是十分迅速和突然的,這就是後生動物門類的“寒武紀生命大爆發”。寒武紀大爆發不僅僅是地球生命演化事件,也是重要的地質事件,導致地球海洋動物生態係統的建立,成為地球顯生宙和隱生宙的分水嶺。


    張誌飛在寒武紀大爆發與冠輪動物領域研究了數十年,憑借多年的化石研究積累和生物學知識背景,穿梭在寒武紀的洪荒裏,探索著那個遙遠未知世界的古生物。他利用我國特異型化石庫保存的材料優勢,重點針對國際學者提出的不同腕足動物起源假說開展實證演化研究,提出了膠結質椎管狀腕足動物起源新假說,論證了地球已知最早的內肛動物、苔蘚動物、軟體動物和環節動物的早期代表。


    在長期從事腕足動物起源及其冠輪類譜係演化研究中,張誌飛為國內外寒武紀腕足動物與海洋底棲生態係統的建立做出了努力,他發現了寒武紀腕足動物的取食、消化、循環係統,開啟了寒武紀腕足動物化石生物學研究,揭示了腕足動物是寒武紀最早建立生態分層的後生動物,重建了寒武紀早期動物生態群落的複雜性。


    張誌飛還在華南寒武係底部發現大量碎片狀鑲嵌保存的骨骼化石,國際合作研究表明這些化石代表地球已知最早的苔蘚動物化石,相關成果在Nature發表,將苔蘚動物門的地質曆史從奧陶紀前推到寒武紀大爆發早期,開啟了寒武紀苔蘚動物化石生物學研究,進一步支持了“三幕式寒武紀大爆發”假說,完善了寒武紀地球動物樹曆時4000萬年的構建過程,有效地銜接了由三大動物亞界(基礎動物、原口動物和後口動物)爆發性、分階段出現的化石證據鏈。成果入選2021年度“中國古生物學十大進展”和2021年度“國家基金委重大成果巡禮”。


    在澄江化石庫,張誌飛發現了一種砂質膠結、身體多節、具觸手的椎管狀化石,他將其命名為精美玉玕囊形貝,即一類砂質膠結的椎管狀腕足動物,並提出了膠結質椎管狀腕足動物起源假說,為解決腕足動物的起源和後生動物礦化以及冠輪類動物譜係演化提供了重要化石依據,被國際學者譽為腕足動物“始祖鳥化石”,提出了膠結質椎管狀腕足動物起源假說。基於此,國際學者將寒武紀軟舌螺也置於椎管狀腕足動物祖先,而張誌飛發現軟舌螺是一種與腕足動物關係較遠的冠輪動物,相關成果在National  Science Review發表。


    在關山動物群中,張誌飛發現了大量腕足動物殼體密集層,殼體布滿管狀生物,表明蠕形蟲管與其附著的腕足動物存在明顯的寄宿關係,代表了地球上最原始的竊食寄生關係,將包殼生物追溯到寒武紀早期,至少往前推了3000萬年,開啟了寒武紀化石寄生蟲學研究,表明地球動物一旦出現,就需要與寄生蟲作鬥爭,同時表明腕足動物等底棲動物在海洋底質改造方麵發揮了重要作用,對抗性和共生關係是地球動物生態係統演化的重要動力。相關成果在Nature  Communications發表,並入選了2020年度“中國古生物學十大進展”和全球百佳科學照片。


    張誌飛的這些研究成果表明寒武紀初期大量繁盛的草根型動物構成了底棲懸浮濾食生物的主體,成為顯生宙—隱生宙之交油氣母質的主要潛力,也為我國前寒武紀—寒武紀油氣勘探提供了理論依據,後續研究有望取得新的進展和認識,推動相關領域新研究範式的形成。他也因突出貢獻而入選科學中國人2014年度人物,榮獲國家自然科學獎二等獎、陝西高等學校科學技術獎一等獎、中國古生物學會第九屆尹讚勳地層古生物學獎等多項榮譽。



    教育塑靈魂 桃李滿天下

    時至今日,張誌飛已經在西大奮鬥了30年,學習10年、科研教書20年。不僅在科研創新上收獲頗豐,而且在教學育人上,他嘔心瀝血、誨人不倦。他說,科研塑靈魂、教學是根本,秉承推動地球科學拔尖人才培養和研究範式改變的教育理念,他將教學與科研相結合取得了一係列教學成果。


    張誌飛通過AR\VR和虛擬仿真技術設立的《基於形態統計分析的古生物係統學虛擬仿真實驗》課程以幾何形態測量學為基礎建立分支圖,確定物種間的親緣關係,從而引導研究生建立古生物係統分類。該課程不僅滿足本校學生的教學需求,也可在線滿足其他地質院校古生物教學的需求,2021年獲批陝西省虛擬仿真實驗教學一流課程、2023年獲批國家級一流本科課程。


    為了適應“地質學拔尖學生培養計劃2.0基地”建設和學校“雙一流”、地質學係“三化融合”人才培養總體要求,打造麵向國家一流本科專業建設的野外實習“金課”,實現現代大學五大職能,張誌飛組織開展了“金釘子”野外實踐教學,於2021、2022、2023年暑期分別帶領學生前往湖南韶山及湖北秭歸黃花場、王家灣和浙江長興等“金釘子”地層剖麵,展開野外踏勘實踐教學。啟迪學生樹立堅定理想信念,將個人理想與國家命運結合,在地質學道路上勇於創新、甘於探索。他帶領同學們從地層、岩相、古地理等多角度切入,綜合對照研究我國11枚“金釘子”剖麵,按照“現場勘察、聆聽講析、搜集原始資料”三步戰略探尋“金釘子”的秘密。培養“金釘子”做事精神,敢於碰硬、鍥而不舍,科研緊扣國際前沿,樹立甘當祖國建設“螺絲釘”的信心決心。野外實地踏勘彌補了課堂教學的空缺,培養了學生理論實踐結合的思維方式,提高學生創新科研能力,切實完成拔尖基地學生的培養目標。


    此外,張誌飛以古生物為例,基礎地質學研究生精英式培養模式探索與實踐,對西北大學地質學係各專業的研究生培養具有示範引領作用;對推進地方高校研究生培養改革產生了示範作用,對國內其他高校的地質學專業研究生教育也起到引領作用,在曆年全國地球科學高校論壇中均被邀請做經驗分享;對推進研究生培養質量提升具有重要的推廣價值。


    春風化雨育英才,桃李遍布滿天下。迄今20餘年來,張誌飛為國家培養了一眾優秀人才,包括:引進國家級青年學者2人,招收博士後合作研究人員5人;培養博士畢業生6人,5人6次獲國家研究生獎學金;先後有4人獲國家留學基金委1年期以上留學資助,2人獲陝西省優秀博士學位論文,1名應屆博士畢業直接獲得澳大利亞Research  Fellow資助並獲2024年海外優青和中科院百人計劃A類資助;3人分別在中國石油、中國礦大、河北地大獲得正式編製;3人在西北大學繼續博士後研究,1人獲博青計劃資助。



    憶往昔,榮譽傍身成果豐;看今朝,櫛風沐雨向前行;俱往矣,科研教學兩相長。麵向未來,張誌飛躊躇滿誌,他將繼續紮根探索寒武紀,在科研上追溯地球生命的起源,在教學上孜孜不倦培養人才,砥礪前行步履不息。


    原標題:《探索寒武紀生物 追溯生命之起源 ——記西北大學地質學係張誌飛教授



    來源:鹹寧新聞

    作者:王超

    編輯:諸鵬飛

    審核:盛捷


    附件:

    網信彩票