文章转载自“SELF格致论道讲坛”
王博
中国科学院南京地质古生物研究所研究员
说起琥珀，我想大家都不陌生。它是大家在日常生活中经常见到的一类宝石。在我国，琥珀又被赋予了一定的文化和神秘的色彩。
其实在我们琥珀研究人的眼里，琥珀就是古代的植物树脂化石。我们平常所见到的，比如一些松树，还有一些水杉植物，都可以产生树脂。
这些树脂被分泌出来以后，在沿着树皮往下滴落的过程中，偶尔会包裹进去一些小蚊子、小草等生物体，在很偶然的情况下，被埋入到土壤等沉积物中，经历了上百万年，甚至上千万年的地质作用，然后形成的最后产物，就是我们常见的琥珀。
琥珀也是我的一个研究主题。有很多人问我，琥珀研究到底有什么用？我把答案放在最后讲，在期间也请大家思考一下这个问题。
在我还是研究生的时候，我研究的是岩石中的昆虫化石。岩石中的昆虫化石，就像右边这张图一样，它的化石都是二维的，也就是说像一个平面一样，就相当于我们把一个昆虫给踩扁了，所以很多细节我们看不到。
研究生阶段，我查了很多标本，阅读了很多文献，我们还鉴定了一类新的蝉——华翅蝉，但它的头部结构和生殖器结构，我们始终都不知道。尽管非常着急，但也没有办法，化石保存就是这样的。
后来，我在缅甸琥珀的一块标本中，发现了一模一样的同类标本。当时我非常兴奋，因为琥珀里面保存的标本都是三维的、立体的，而且非常精细。这就可以解答长久以来所困扰我们的一些问题。
琥珀中保存的生物或者昆虫，能精细到什么程度呢？
大家可以看这张图，这是一个远古蛾子的标本，在它的翅膀上有很多鳞片，它的鳞片长度其实不到0.1毫米。
但是我们从照片上可以看到，这些鳞片被保存下来了，而且保存得非常精细。所以我当时就决定，我要研究琥珀。
但在10年前，国内唯一已知琥珀在抚顺，即抚顺琥珀，而且已经很多年没有人研究了。所以我的导师就建议我去抚顺，收集琥珀。
在收集琥珀的过程中，我发现有一类琥珀，从颜色和内含物，都和典型的抚顺琥珀不一样。这类琥珀就是来自缅甸北部克钦邦的缅甸琥珀。
缅甸琥珀所处的时代，是在白垩纪的中期，大概就是一亿年前。缅甸琥珀里面包含了很多昆虫和植物，还有螃蟹、蝎子和蜗牛等。
此外，还有青蛙、壁虎，甚至还有恐龙或者鸟类的羽毛等，这些都是非常罕见，而且很少在琥珀中发现的生物体。
另外，它的里面还有一些，我们以前所没见到过的，所没想象过的一些生物。比如这张图里面就展示了一类带尾巴的蜘蛛。
我们知道现在所有的蜘蛛都是没有尾巴的，但是在缅甸琥珀中，我们却发现一类带尾巴的蜘蛛。这里的蜘蛛，也是我们现在已知蜘蛛的一个老祖先。
琥珀像一个时空胶囊，封闭了远古的一个小小的三维场景。它又像一架照相机，将古代一个很瞬时的场景给捕获下来。
所以我在研究琥珀的时候，感觉自己就像一个侦探一样，利用这些信息，来重建当时的昆虫的行为和样貌。
比如下面这张图，大家可以看出这是什么昆虫吗？我不知道有没有小朋友认识它们？有的小朋友说是豆娘，有的小朋友说是蜻蜓。
它其实是一类豆娘，当然豆娘和蜻蜓类似，但是比蜻蜓个子要小。我们看这张图里面的这个豆娘，它其实是雄性豆娘，脚很大，而雌性豆娘的脚是正常的。这类豆娘的近亲，在现生的缅甸还有分布。
在交配季节，雄性豆娘一般会在雌性面前翩翩起舞，然后使劲地舞动它们的大脚，谁跳的舞漂亮、谁的脚大就容易得到雌性的青睐。
所以，根据这些化石，我们就可以判断出来，在一亿年前，这些豆娘就已经有了这种复杂的求爱行为了。而且那时候的豆娘脚更大，可能跳的舞更漂亮。
有了对象以后，接下来就是结婚生子，然后就是照顾小宝宝了。其实照顾小宝宝这种行为我们把它称为育幼行为，这种行为也是人类社会的构成基础。对于昆虫来说，也是这样的。
很多昆虫也演化出了育幼行为。两年前我们报道了一个世界上最古老的昆虫育幼行为的直接证据。
这是一类介壳虫的琥珀。琥珀里面是一个介壳虫的母亲，在它的腹部，有一个很大的卵囊，在卵囊里面，还有很多未孵化出来的卵，还有已经孵化出来的卵壳。
最特别的是，在这个母亲周围，还分布着大概6个刚孵化出来的小介壳虫，从这枚化石证据我们就可以推断，当时这个母亲具有孵卵行为，它保护着这些卵。
另外，刚孵化出来的小介壳虫还被母亲照顾着。只不过它们的运气不好，突然一个大树脂掉下来把它们给糊住了，于是它们就变成了化石，献身于我们的科学研究了。通过这个标本，我们就可以复原出当时的介壳虫已经有了复杂的育幼行为。
除了这些行为，在自然界中，很多昆虫也演化出了很奇特的伪装行为，比如图里的这些昆虫。它们有时候会把植物碎屑、沙粒，甚至蜗牛壳背在自己身上，达到伪装效果，就像我们的解放军战士穿上了各种迷彩服一样。
这种行为看似简单，其实是很复杂的。大家可以想象一下，如果想具有这种行为，首先，这个虫子的智商必须足够高，它必须会辨认所需要的伪装物。
其次，虫子不像我们，有手有脚，它需要有特殊的身体结构，把这些伪装物准确地放到自己的背上。
最后，它的背上需要有一些特殊的结构或者物质，能够把这些伪装物给勾住或者黏在身上。所以人们一直认为这种行为演化得很晚，但出乎意料的是，我们在一亿年前的缅甸琥珀中发现几类昆虫，也演化出了此类的伪装行为。
这里展示的就是两个蛉类的幼虫。左边这个蛉类幼虫，身上背着很多小沙粒，右边的蛉类幼虫背着很多植物碎屑。通过它们身上的伪装物，大家能推断出它们的生活地点在哪儿吗？
这个背着沙粒的肯定是生活在沙堆附近，这个背着植物碎屑的肯定是生活在地面的植物碎屑丛中。所以通过伪装物，我们就可以知道它们的生存环境。
另外，这类昆虫具有很大的大牙，非常引人注意。因为它们是一类很厉害的捕食者，所以它们用这个伪装，既可以躲避天敌，也可以迷惑猎物，具有一举两得的功能。
但并不是所有的猎蝽都愿意当垃圾桶。对于同一种类的猎蝽，有的什么都不背，这说明它当时的生存压力没有那么大，敌人没那么多，它不需要整天背着一堆垃圾到处跑。
大家可能都看过《复仇者联盟》系列电影，那是一个英雄的世界。有人曾经归纳过，想在里面当英雄有两种方法，即富人靠装备，穷人靠变异。在昆虫世界也是这样。
下面我就介绍一个靠自己变异，成了自然界的模仿大师的昆虫。其实这枚标本也是我心中永远的痛。
2015年左右，我一个朋友首次把这枚标本照片发给我的时候，我当时觉得没什么特别，就是一个叶子压在一个虫子身上。
直到过了一年以后，一位台湾很著名的收藏家发给我一枚同类的标本，我才恍然大悟，我之前看走眼了，搞了一个大问题出来。
其实这类昆虫身上长出了很多突出物，这些突出物使得它看起来就像一个叶片一样。从这张复原图上我们可以看到，这个虫子的身体基本上都隐藏在它的叶片之下了。
非常有意思的是，这类昆虫在现在的自然界中根本找不到，在化石中也是首次出现。幸亏有琥珀把它保存下来了，否则我们永远也不知道，在过去的自然界曾经存在过这么奇特的昆虫。
刚才我讲的这些，包括昆虫和植物都是陆地上的生物，其实在琥珀里面偶尔也会保存海洋性的生物。在今年上半年，我们就报道了一枚很特殊的缅甸琥珀标本。
别看这枚标本不大，长大概三四厘米，宽大概两三厘米，但是我们把它称为海陆空大杂烩。大家可以从右下角这个标本里面猜出它包含了多少个生物体吗？
这里面至少有40个生物体。可以说很小的一个空间里边，蕴藏了很多的生物体。
这里面有能飞的蚊子、小蜂类，还有陆地上爬的，比如说千足虫、蟑螂，还有海里面生活的海螺和菊石。
菊石是一类现在已经灭绝的海洋生物。它和我们现在经常吃的乌贼、章鱼其实是近亲。只不过它们的壳长在外面，很漂亮。通过这枚标本，我们就可以推断当时这个琥珀森林，大概在海边或者离海不远。
海边的海螺壳或者菊石壳，就被冲到了海边，或者离海不远的池塘里边，然后树脂滴落下来，将它们包裹起来。经历地质作用以后，形成了琥珀。通过这枚标本，我们就可以重建当时的琥珀森林大概是什么样子的。
上面给大家看了很多琥珀里的昆虫和植物，也看了很多色彩非常绚丽的复原图。但很不好意思，这些复原图的色彩都是我和画师想象出来的，因为颜色无法在化石中保存。
我们知道，颜色分为两类：一类是色素色，是化学色；还有一类是结构色，是物理色。所以我当时就想，我们能不能通过化石，用一些手段把这个昆虫的颜色重建出来。如果我们知道颜色，将是一件多么有意思的事情。
色素很容易降解，所以很难在化石中保存下来。但对于结构色来说，它是生物体表面的纳米级结构，对光线产生了各种反射、折射等作用而形成的颜色。
最经典的例子就是我们平时见的，蝴蝶翅膀上的鳞片。
把图中这个鳞片逐级放大，我们可以看到，鳞片表面需要有这个非常复杂的结构。
从原理上讲，我们一旦知道了表面的纳米级结构，就可以通过计算把它的颜色复原出来。所以我们从缅甸琥珀里面，寻找了一类很原始的蛾子。在这类蛾子的翅膀上面密密麻麻分布着很多鳞片。
我们就和很多生物学家、物理学家合作，把这个鳞片的三维结构重建出来。同时利用物理模型，计算了它们当时的颜色。
下图中看到的这个金黄色的颜色，就是它真实的颜色，也是我们复原出来的颜色。这也是目前我们已知的、最古老的昆虫颜色。
很可惜，我们现在的古生物世界，基本上还是一个黑白胶卷的时代。相信随着技术的不断进步，我们会把更多的颜色重建出来。真正从黑白胶卷过渡到一个彩色世界。
除了技术上的进步，作为一个地质工作者，我们也在不断挖掘新的琥珀材料。
比如有一次，我的一个缅甸朋友，要带我们去缅甸北部的老矿去看一下产地。当时都已经快成行了，但是当地打仗打得很厉害，我们去不了了。
好在这位朋友带我们去缅甸西部一个刚刚发现的新的矿区，当时叫作提林矿。我们一到了新矿区就非常兴奋，因为我们发现这个新矿区的岩石和地层，和老矿是完全不一样的。
后来我们就采集了很多标本带回国，经过分析发现，这个新矿的年代比老矿晚了2000多万年。这个新矿的时代大概是在7000万年前，恰恰处于恐龙灭绝的前夕。而且这一时期，全世界都没有发现过琥珀矿，所以这个新矿为我们了解恐龙灭绝前世界是什么样子的，提供了很多证据。
现在看这些琥珀都很漂亮，其实最开始挖出来的这些琥珀都脏兮兮的，像一个煤块一样。我们要经过切割、打磨等很多道工序，才能把它最终的真实面貌给露出来。
研究后的琥珀，我们也会把它密封在树脂里面来隔绝氧化，这样它才能长久地被保存下来。
另外，除了放大镜、显微镜等技术，我们也在不断应用一些新的技术来观察各类琥珀。
比如说这是一枚标本，我不知道大家是否能够看出这是一个什么生物体。
其实它是一个花骨朵。这张照片已经是我们拍摄的极限了。但是我们用显微CT可以得到非常精细的照片。
显微CT与我们去医院做的CT的原理是一样的。只不过它的精度更高，拍的照片更多。利用显微CT，我们可以看清楚标本表面的一些细节的结构，而且还能把这个花骨朵内部的结构也重建起来。
最后，我来回答最开始提出的问题，就是研究琥珀有什么用？
我想琥珀里边蕴藏的信息是非常丰富的。我们可以通过研究琥珀，来了解过去的生物长什么样，了解过去的环境是什么样的。这些信息为我们了解现代的生物类群，还有保护我们现在的生物多样性和环境，提供了很好的借鉴。
其实琥珀里面还蕴藏了很多重要的信息。以我们现在的技术，只能解密这个时空胶囊里面一少部分的信息。
我想随着技术的进步，我们或许可以得到更多的信息。这就需要我们继续保护和善待琥珀资源。也希望大家能够支持我们的研究。
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