博文
古植物学的故事（68）：加拿大古植物学概况
|||
古植物学的故事（68）：
加拿大古植物学概况
Story of Palaeobotany Series (No.68): Brief introduction to Canadian palaeobotany (by Qigao Sun) (in Chinese with an English appendix)
关键词：加拿大；古植物学
孙启高
2010年8月23日完稿，8月25日修改
加拿大位于北美洲的北部，东临大西洋，西濒太平洋，北临北冰洋，北极圈内的大片国土被冰和永冻层覆盖。加拿大的西北部和南部均与美国接壤，两国拥有很长的边界线。加拿大疆域非常辽阔，地广人稀，其国土面积为990多万平方公里，位居世界第二（比俄罗斯小得多，但比中国稍大），可是人口只有3,360多万（2006年统计）。
加拿大的地貌基本特征是西高东低，湖泊众多，大部分地区属于温带大陆性气候，北部地区为寒带气候（尤其是北极群岛地区）。加拿大广布温带草原和亚寒带针叶林，但其植被分布呈现纬向地带性结构的明显特征。加拿大的自然资源丰富，包括属于不可再生的植物化石资源。
研究加拿大的化石植物不仅对探讨北美中纬度和高纬度地区（包括北极地区）的植被演替和环境变化具有科学意义，而且对服务于该广大地区的地层古生物学等研究具有实践意义。本期《古植物学的故事》简述加拿大古植物学的历史与现状，为探索加拿大古植物学的兴起和发展过程中的内在联系以及与包括中国在内的其他地区古植物学的学术交往提供重要历史线索。
一、加拿大古植物学发展历史的代表人物
1. 十九世纪加拿大古植物学的代表人物---John William Dawson (1820--1899)
John William Dawson是加拿大古植物学发展史上的一位先驱性人物，但他对化石植物的研究思想和方法似乎很超前，至今也没有过时。
J. W. Dawson是加拿大著名地质学家、古植物学家和教育家，英国皇家学会院士(FRS)和加拿大皇家学会院士(FRSC)。J. W. Dawson1820年出生于新斯科舍州（Nova Scotia）Pictou县，系苏格兰后裔。1842年毕业于英国爱丁堡大学。同年，J. W. Dawson返回新斯科舍州，并陪同19世纪伟大的地质学家—现代地质学之父Charles Lyell（1797--1875）第一次访问加拿大。1852年J. W. Dawson第二次陪同Charles Lyell访问加拿大。1855—1893年J. W. Dawson担任位于蒙特利尔的麦吉尔大学地质学教授（McGill University, Montreal），并任校长。1862年当选为英国皇家学会院士。曾担任加拿大皇家学会首任会长。1899在魁北克去世。
J. W. Dawson的古植物学研究兴趣广泛，他的研究涵盖志留纪、泥盆纪、石炭纪乃至全新世地层中的植物材料。1859年，他在泥盆纪地层中(距今4亿年前后---408 至360 百万年)发现了当时所知最早的陆地维管植物---Psilophyton（裸蕨）。J. W. Dawson对晚石炭纪[宾夕法尼亚期，距今约3亿年前后]植物化石的研究做出了巨大贡献。他在古植物学研究中取得成功的关键是他非常超前地认识到基于野外工作的研究项目的重要性（the importance of a field-based research program）。他擅长植物矿化标本的解剖学研究，还认识到化石炭屑（charcoal）研究的巨大潜力。他在化石植物埋藏学、古环境重建等方面进行了开拓性的研究。
1975年，美国著名古植物学家Harlan P. Banks (1913--1998)及其同事以J. W. Dawson的姓（拉丁化）命名了裸蕨属的一个新种（Psilophyton dawsonii），以纪念John William Dawson对古植物学研究所做出的杰出贡献。
然而，作为著名的地质学家、古植物学家和教育家，J. W. Dawson却坚持神创论，不接受进化论思想。这是一个典型个案，值得科学界、思想界的有关专家深入研究。
附件1是John William Dawson的部分论著目录。
2. 二十世纪加拿大古植物学的代表人物---- Walter Andrew Bell (1889--1969).
Walter Andrew Bell是20世纪加拿大古植物学发展史上承前启后的代表人物。他是加拿大著名的地质学家和古植物学家。1889年出生于安大略（St. Thomas, Ontario），曾在女王大学学习地质工程（Queen's University, Kingston, Ontario），后到耶鲁大学学习地质学，于1911年获得硕士学位。他在加拿大地质调查局工作了40多年。1969年在新斯科舍州（Nova Scotia）Pictou县去世，被安葬在他终生从事研究的石炭纪地层上。
1911年， W. A. Bell加入加拿大地质调查局（Geological Survey of Canada），开始他的古植物学研究生涯。不久，第一次世界大战爆发，他的科学研究工作被迫中断，1916—1919 年在加拿大皇家炮兵团服役。
战争结束后，W. A. Bell返回耶鲁大学学习，1920年获得博士学位。之后，他重返加拿大地质调查局，全职工作。1950--1953年间，他被任命为该地质调查局局长，极力加强地层古生物学研究。
W. A. Bell的早期研究对象非常著名，是产自新斯科舍州（Nova Scotia）Joggins煤矿的石炭纪植物。Joggins位于北美大西洋沿岸的Fundy海湾（Bay of Fundy），曾是一个著名煤矿。Joggins煤矿的化石悬崖（Joggins Fossil Cliffs）闻名遐迩。1842年和1852年J. W. Dawson曾陪同Charles Lyell两次实地考察了这个著名的石炭纪化石点。Charles Darwin（达尔文, 1809—1882)的不朽名著《物种起源》载有Joggins化石插图。该化石证据在1860年Samuel Wilberforce 大主教(Bishop Wilberforce, 1805--1873) 与Thomas Huxley(1825--1895)之间的“牛津大辩论”中（the Great Oxford Debate of 1860）发挥了积极作用。[这场已载入人类科学思想史的“大辩论”是1860年6月30日在牛津大学自然历史博物馆举行的。2005年我访问过这个博物馆。] 2008年“Joggins化石悬崖”被列入“联合国教科文组织—世界遗产”(UNESCO World Heritage)。
W. A. Bell对加拿大古植物学研究的主要贡献是：他利用化石植物研究了加拿大大西洋沿岸的石炭纪地层，还研究了加拿大中部与西部地区的植物化石。他鉴定的产自加拿大的许多植物化石在欧洲地区都有分布，竟然无意中为探讨加拿大近海地区现代板块结构提供了基石。非常有趣的是，W. A. Bell本人并不相信大陆漂移学说！
二、加拿大古植物学的现状
1984年8月18—26日第二届国际古植物学大会(The 2nd Conference of International Organization of Palaeobotany) 在阿尔伯塔(Alberta)的Edmonton市举行。阿尔伯塔大学古植物学家Ruth A. Stockey为本次大会组织者之一(University of Alberta, Edmonton, Alberta)。这次大会展示了加拿大古植物学研究实力。近30年来，加拿大古植物学研究呈现比较稳定的发展势头，研究人员主要分布在一些大学、博物馆和地质研究机构。现选择几个有代表性的学术机构作简要介绍，有助于理解古植物学的跨学科特色，即古植物学属于生物科学、地质科学与环境科学之间相互交叉、相互渗透的研究领域。
1. 阿尔伯塔大学的古植物学研究
阿尔伯塔大学是加拿大古植物学人才培养和科学研究的重要学术机构之一，它的古植物学研究力量主要在该校生物科学系。该系收藏大量现代生物和古生物标本，标本管理已博物馆化。其中，馆藏植物化石标本约13万份，标本管理信息化和网络化，该大学的植物化石收藏管理工作在加拿大被认为做得最好，在全世界也算得上佼佼者之一。
Ruth A. Stockey教授是当前阿尔伯塔大学古植物学研究的科学家，是国际古植物学界知名学者。她的研究领域涉及化石植物的整体植物生物学（Whole plant biology of fossil plants）及其在系统发育分析中的应用，松柏类的系统发育趋势以及维管植物的形态解剖学等。
2. 萨斯喀彻温大学的古植物学研究
萨斯喀彻温大学（University of Saskatchewan）的古植物学研究力量集中在该校地球科学系。该系与生物科学系共同努力运行一个自然科学博物馆（The Museum of Natural Sciences）。
http://artsandscience.usask.ca/geology/museum/
http://artsandscience.usask.ca/geology/museum/
著名古植物学家James Basinger教授于1973年毕业阿尔伯塔大学（University of Alberta）植物系获学士学位，后来分别于1976年和1979年在该校获得古植物学专业的硕士与博士学位。自1981年9月起一直供职于萨斯喀彻温大学（University of Saskatchewan）地球科学系。他的研究兴趣广泛，包括加拿大西部与北部地区植物化石的研究，松柏类的演化，陆地植物的起源和早期演化以及新近纪北半球高纬度植被与气候变化等。
3. 布兰登大学的古植物学研究
布兰登大学（Brandon University）的古植物学研究归属该大学设立的一个整合性教学与研究计划---“环境科学计划”（Environmental Science program）。这个科学计划涉及该校生物系、地理系和地质系的研究人员和有关资源。供职于该校生物系的古植物学家David R. Greenwood教授目前是“环境科学计划”的协调人。
David R. Greenwood教授的研究兴趣在于：利用陆地植物化石重建地质历史时期的气候以及植物化石所反映的森林生态系统。
在加拿大，有很多自然博物馆也开展植物化石的采集和研究，如：新斯科舍自然历史博物馆（Nova Scotia Museum of Natural History, Halifax ），皇家蒂勒尔古生物博物馆（Royal Tyrrell Museum of Palaeontology, Drumheller, Alberta），皇家安大略博物馆（Royal Ontario Museum, Toronto, Ontario ）以及加拿大自然博物馆（Canadian Museum of Nature, Ottawa, Ontario）等。还有一些地质学研究机构，如加拿大地质调查局（Geological Survey of Canada-- GSC）也开展古植物学研究。
致谢：在写作过程中承蒙英国伦敦大学皇家Holloway分校（Royal Holloway University of London）地球科学系Howard J. Falcon-Lang博士提供热情帮助，在此特别致谢。
参考文献
Banks, H.P., Leclerque, S. & Huber, F.M., 1975. Anatomy and Morphology of Psilophyton dawsonii, sp.n. from the Late Lower Devonian of Quebec (Gaspé), and Ontario, Canada. Palaeontographica Americana, Vol. VIII, No. 48. Text-fig. 13.
Dawson, J.W., 1859. On the vegetable structures in coal. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 15:626-641
Falcon-Lang, H.J. & Calder, J.H., 2005. Sir William Dawson (1820-1899): a very modern palaeobotantist. Atlantic Geology, 41(2-3):103-114
---------------------------------
附件1 John William Dawson部分论著目录
Dawson, J.W. 1845. On the new coal formation of the eastern part of Nova Scotia. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 1, pp. 322-330.
Dawson, J.W. 1846. Notices of some fossils found in the coal formation of Nova Scotia. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 2, pp. 132-136.
Dawson, J.W. 1851. Notice on the occurrence of upright Calamites near Pictou, Nova Scotia. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 7, pp. 194-196.
Dawson, J.W. 1853. On the coal measures of the South Joggins, Nova Scotia. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 10, pp. 1-42.
Dawson, J.W. 1855a. Acadian Geology: An account of the geological structure and mineral resources of Nova Scotia, and portions of the neighbouring provinces of British America. 1st Edition. Oliver and Boyd, Edinburgh & Montreal, 388 p.
Dawson, J.W. 1855b. Notice of a discovery of a reptilian skull in the coal of Pictou. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 11, p. 8.
DAWSON, J.W. 1855C. On a modern submerged forest at Fort Lawrence, Nova Scotia. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 11, pp. 119-122.
DAWSON, J.W. 1859. On the vegetable structures in coal. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 15, pp. 626-641.
Dawson, J.W. 1860. On a terrestrial mollusk, a millipede, and new reptiles, from the coal formation of Nova Scotia. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 16, pp. 268-277.
Dawson, J.W. 1861a. On the pre-Carboniferous flora of New Brunswick, Maine and eastern Canada. Canadian Naturalist, 6, pp. 161-180.
Dawson, J.W. 1861b. Notice of the discovery of additional remains of land animals in the coal-measures of the South Joggins, Nova Scotia. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 18, pp. 5-8.
Dawson, J.W. 1864. On the structure of certain organic remains in the Laurentian limestones of Canada. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 21, pp. 51-59.
Dawson, J.W. 1865. On the conditions of the deposition of coal, more especially as illustrated by the coal-formation of Nova Scotia and New Brunswick. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 22, pp. 95-169.
Dawson, J.W. 1868a. Acadian geology: the geological structure, organic remains, and mineral resources of Nova Scotia, New Brunswick, and Prince Edward Island. 2nd Edition. Oliver and Boyd, Edinburgh & Montreal, 694 p.
Dawson, J.W. 1868b. Letter to Charles Lyell, 13 August 1868. McGill Archives.
Dawson, J.W. 1870. On the pre-Carboniferous floras of northeastern America with especial reference to that of the Erian (Devonian) period. Proceedings of the Royal Society, 199, p. 2.
Dawson, J.W. 1875. The dawn of life; being the history of the oldest known fossil remains, and their relations to geological time and the development of the animal kingdom. Dawson Brothers, Montreal. 239 p.
Dawson, J.W. 1877. Note on a specimen of Diploxylon from the coal formation of Nova Scotia. Quarterly Journal of the Geological Society of London, 33, pp. 836-842.
Dawson, J.W. 1878. The geological structure, organic remains, and mineral resources of Nova Scotia, New Brunswick and Prince Edward Island or Acadian Geology, 3rd Edition. Macmillan and Co., London, 694 pp, with a supplement, pp. 1-102.
Dawson, J.W. 1880. The chain of life in geological time--A sketch of the origin and succession of animals and plants. London: Religious Tract Society, 272 pp.
Dawson, J.W., 1888. The geological history of plants. London: K. Paul, Trench & Co., 290pp.
Dawson, J.W. 1891. The geology of Nova Scotia, New Brunswick and Prince Edward Island, or Acadian Geology, 4th Edition, Macmillan & Co., London, 694 pp, with 2 supplements, pp. 1-102, and pp. 1-37.
Dawson, J.W. 1901. Fifty years of work in Canada, scientific and educational. Ballantyne, Hanson & Co., Montreal, 308 pp.
https://blog.sciencenet.cn/blog-225931-356396.html
上一篇：古植物学的故事（66）：岌岌可危的中国古植物学将走向何方？
下一篇：世界上最有声望的学术职位之一---- “Lucasian Professor of Mat
