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化石“复活”,水杉现世——“南胡北郑”与植物界的“恐龙复活记” 精选

已有 417 次阅读 2026-1-20 20:21 |个人分类:读书笔记|系统分类:科普集锦

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胡先骕院士(左)与郑万钧院士(右)

胡先骕(1894年4月20日—1968年7月16日),生于江西南昌,1912年进入美国加利福尼亚大学和哈佛大学,学习农业和植物学,1948年入选首届中央研究院院士。享有世界声誉的植物学家、教育家、文学家和诗人,中国植物分类学之父,被毛泽东主席称为“中国生物学界的老祖宗”。出版有《植物分类学简编》《胡先骕诗文集》《忏庵诗选注》《胡先骕全集》等。

郑万钧(1904年6月24日—1983年7月25日),江苏徐州人,1939年获法国图卢兹大学博士学位,1944年到中央大学任教授兼森林系主任,1955年选聘为中国科学院学部委员(院士)。主编了《中国主要树种造林技术》《中国植物志》第七卷和《中国树木志》第一、二卷。 

1948年的《科学》杂志封面,一棵形如宝塔的参天古树静静站立,宣告着一场震惊世界植物学界的“复活奇迹”。

被宣布灭绝的“幽灵树”

1941年,日本古植物学家三木茂正在研究一片来自200万年前的化石。化石中的叶片细长柔软,对生排列,枝条形态非常独特。他确信这是一种已灭绝的全新物种,命名为Metasequoia,意为“变种的红杉”。

这个结论合情合理——在那个时代的认知里,北美和东亚的植物学家都在地层中发现过类似形态的化石,它们属于距今约1亿年前的白垩纪,而在至少150万年前的第四纪冰川期后,就再也没有活体被发现过。

它被写进教科书,成为又一个被时间吞噬的古生物符号,一个只存在于岩石印记里的“幽灵”。也就在那一年,在中国四川与湖北交界处的深山密林中,一位年轻的中国学者,与三棵参天古树不期而遇,彻底改写了这个“定论”。

深山奇遇——一棵高大的“神树”

1941年冬天,植物学家干铎从湖北去往四川,途经万县磨刀溪(现利川市谋道镇南浦社区)时,这棵被当地人称为“水杪”的大树引起了他的注意。当时树叶已经全数落下,故未能取到标本。

两年后,当时在中央林业实验所工作的王战,受命深入这一带森林考察。他的主要任务是寻找可用于制造枪托的硬木资源。山路崎岖,人烟稀少。他在一位当地老农的指引下,王战来到磨刀溪畔。老农指着远处说:“先生,那里有棵‘神树’,您可以看看。”

王战走近一看,顿时被震撼了:这是一棵高达30多米的巨树,胸径超过2米,树冠如尖塔,树干通直,树皮红褐色,纵裂成条片状。时值初夏,它羽状的叶片青翠欲滴。最令他惊奇的是,这棵巨树的脚下,落着许多球形的小果果和线条形的叶子。

王战敏锐地察觉到这棵树的不同寻常。它既不像常见的松柏,也不像杉木。他采集了带叶、带果的枝条,并在一张烟盒纸上简单记录了地点和树高,暂定为“水松”。由于正值战时,通讯与研究条件极差,这份珍贵的标本和记录,只能暂时被带回,尘封在重庆北碚的实验室标本夹里,标号为“王战118号”,等待着能读懂它的人。

巨树惊动“南胡北郑”

时间来到1945年。中国现代植物学的奠基人之一、有“植物界老祖宗”之称的胡先骕,正在位于重庆北碚的中央林业实验所整理标本。当助手将一份来自王战的“不知名树木标本”放到他案头时,这位学贯中西的大师立刻被吸引住了。

胡先骕早年留学哈佛,精通古植物学与分类学。他反复端详着这些细长对生的叶片和小巧的球果,一个大胆的猜想让他心跳加速:这形态特征,与他在文献中读到的、日本学者三木茂描述的化石植物Metasequoia何其相似!但三木茂断定那是早已灭绝的物种。

“难道……它没有灭绝?”胡先骕不敢相信。他意识到,要解开这个谜团,需要最严谨的形态学研究与活体调查,而这需要一位顶尖的树木学专家合作。他立刻想起了自己的好友与合作者——当时在中央大学森林系任教的郑万钧。郑万钧是中国近代树木学的开拓者,以野外考察经验丰富、治学严谨著称,被尊为“树木学权威”。

一纸书信,带着标本的绘图和疑问,从北碚飞向南京。这就是中国科学史上著名的“南胡北郑”联手之始。胡先骕坐镇后方,负责查阅浩瀚的古文献与全球标本记录,进行理论比对;郑万钧则需奔赴前线,完成关键的野外复核与翔实记录。

郑万钧的深山求证

1946年,郑万钧收到胡先骕寄来的标本和信函后,同样激动不已。但他深知,科学发现容不得半点模糊。仅凭一份标本,绝不能妄下结论。

他立即派出自己的得力助手、中央大学森林系技术员薛纪如,于1946年2月和5月两次前往磨刀溪。薛纪如的任务极为关键:他必须采回具有花、果、叶的完整标本,并精确测量树木的各项数据,绘制精确的形态图。最终,薛纪如带回了更加丰富、完整的标本、种子和详细的野外记录。

手握第一手资料,郑万钧开始了夜以继日的研究。他系统地分析了这种树木的形态特征:对生的条形叶、交互对生的枝条、宿存的球果鳞片……每一个特征,都与现存的松科、杉科植物不同,却完美匹配化石记录中的Metasequoia

科学的拼图一块块凑齐。郑万钧几乎可以肯定,这就是那个被认为灭绝了的“化石属”的活后代。然而,按照国际植物命名法规,要正式确立一个新发现,尤其是如此颠覆性的发现,必须撰写详尽的拉丁文描述,并在权威学术刊物上发表。当时,国内还没有能够被世界公认的植物学刊物。

联名发表,震惊世界

胡先骕与郑万钧商议后,做出了一个睿智的决定:将研究成果寄给美国乃至世界植物学研究的中心之一。胡先骕以他卓越的英文功底和深厚的学术造诣,执笔撰写了研究论文,并将标本和文献资料一并寄给了他的老朋友、加州大学伯克利分校的古植物学家钱尼。

钱尼教授见到标本和论文后,震惊万分。他立即意识到这一发现的划时代意义。在他的推荐与协助下,这篇由Hu & Cheng(胡先骕与郑万钧)署名的重磅论文,于1948年5月正式发表在全球顶级学术期刊《科学》(Science)上题目是《水杉新科及生存之水杉新种》。

在论文中,两位中国学者正式将这种活着的“化石树”命名为Metasequoia glyptostroboides。属名Metasequoia 沿用了三木茂为化石所起的名字,以示对其开创性工作的尊重;种加词glyptostroboides,意为“像水松一样”,指出了它与另一种水生杉科植物水松的相似性。中文名则取名为“水杉”,既形容其喜水近水的习性,又表明其在杉科中的独特地位。

论文一出,全球植物学界为之沸腾。这被誉为“20世纪植物学最重大的发现之一”。一株被冰川时代“判处死刑”、只存在于石头里的植物,竟然在中国偏僻的深山沟谷中幸存了下来,堪称“活化石”。水杉的发现,如同一把金色的钥匙,瞬间打通了古植物学与现代植物学之间的壁垒,对研究物种演化、古气候、古地理和地球历史具有无可估量的价值。从此,植物分类学中就单独增添了一个水杉科、水杉属。

水杉“走”向世界

水杉发现的消息传开后,全球各地的植物园和研究者纷纷来信,恳求获得种子或幼苗,希望将这一“植物熊猫”引种到世界各地进行研究与保护。

胡先骕、郑万钧及其同仁们深知,这不仅是科学的财富,更是属于全人类的自然遗产。他们开始有计划地采集水杉种子,并成功地进行了育苗试验。自1948年起,水杉种子作为友谊与科学交流的使者,被寄往欧美、亚洲乃至全球的数十个国家和地区的植物园与研究机构。

如今,从北京的植物园到纽约的中央公园,从欧洲的皇家植物园到日本的庭院,水杉已经成功地在地球的许多角落安家落户,成为世界植物园中最引人注目的明星树种之一。它挺拔优美的树形,春夏的青翠与秋季如火炬般绚烂的红褐色,征服了无数人。

永恒的遗产与启示

水杉的发现故事,是一曲中国科学家智慧、严谨与合作的凯歌。它告诉我们:

科学需要敏锐的眼睛:没有王战最初的留意与采集,奇迹可能依然沉睡深山。

科学需要严谨的求证:从胡先骕的大胆假设,到郑万钧的反复核实、完整记录,每一步都体现了科学的求真精神。

科学需要开放与合作:“南胡北郑”的完美配合,以及与国际同行的开放交流,是成就这一发现的关键。

每一个生命都是历史的见证。水杉的存在,本身就是一部跨越亿年的地球编年史,提醒我们敬畏自然、保护生物多样性的至关重要。

今天,在湖北利川,依然生长着那片全世界唯一的天然水杉原生群落,它们是冰川时代的“遗民”,是穿越时间的“使者”。而这一切的起点,都源于八十年前那个烽火连天的岁月里,几位中国学者对一棵“奇怪大树”坚持不懈的追问与探索。

这,就是科学发现的魅力,也是中国科学献给世界的一份绿色瑰宝。

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谋道镇磨刀溪村“0001”的“水杉模式标本树”(笔者2024年7月拍摄)

注:树龄660多年,高35米,胸径达2.4米,冠幅22米,是全球现存体型最大、树龄最长的水杉母树,被称之为“天下第一杉”“植物活化石”“世界水杉爷”“水杉王”等。

附:胡先骕先生1961年的诗作《水杉歌

余自戊子与郑君万钧刊布水杉,迄今已十有三载,每欲形之咏歌,以牵涉科学范围颇广,惧敷陈事实,坠入理障,无以彰诗歌咏叹之美。新春多暇,试为长言,典实自琢,尚不刺目,或非人境庐掎摭名物之比耶。

纪追白垩年一亿,莽莽坤维风景丽。

特西斯海亘穷荒,赤道暖流布温煦。

陆无山岳但坡陀,沧海横流沮洳多。

密林丰薮蔽天日,冥云玄雾迷羲和。

兽蹄鸟迹尚无朕,恐龙恶蜥横駊娑。

水杉斯时乃特立,凌霄巨木环北极。

虬枝铁榦逾十围,肯与羣株计寻尺。

极方季节惟春冬,春日不落万卉荣。

半载昏昏黯长夜,空张极燄光朦胧。

光合无由叶乃落,习性馀留犹似昨。

肃然一幅三纪图,古今冬景同萧疏。

三纪山川生巨变,造化洪炉恣鼓扇。

巍升珠穆朗玛峰,去天尺五天为眩。

冰岩雪壑何庄严,万山朝宗独南面。

冈达弯拿与华夏,二陆通连成一片。

海枯风阻陆渐乾,积雪冱寒今乃见。

大地遂为冰被覆,北球一白无丛绿。

众芳逋走入南荒,万果沦亡稀賸族。

水杉大国成曹郐,四大部洲绝侪类。

仅馀川鄂千方里,遗孑残留弹丸地。

刼灰初认始三木,胡郑揅几继前轨。

亿年远裔今幸存,绝域闻风剧惊异。

羣求珍植遍遐疆,地无南北争传扬。

春风广被国五十,到处孙枝郁莽苍。

中原饶富诚天府,物阜民康难比数。

琪花琼草竞芳妍,沾溉万方称鼻祖。

铁蕉银杏旧知名,近有银杉堪继武。

博闻强识吾儒事,笺疏草木虫鱼细。

致知格物久垂训,一物不知真所耻。

西方林奈为魁硕,东方大匠尊东璧。

如今科学益昌明,已见泱泱飘汉帜。

化石龙骸夸禄丰,水杉并世争长雄。

禄丰龙已成陈迹,水杉今日犹葱茏。

如斯绩业岂易得,宁辞皓首经为穷。

琅函宝笈正问世,东风伫看压西风。



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1 霍小鹏

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