于祿鵬講述科研經(jīng)歷。 受訪者供圖
近日,臨沂大學資源環(huán)境學院于祿鵬教授團隊與中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所、浙江省文物考古研究所等13個單位的研究人員,在《科學》(Science)上發(fā)文揭示了水稻從野生到馴化的10萬年演化史。
這一重要研究成果的背后,是高精度光釋光測年、植硅體分析等技術手段的支撐。科研人員通過長江下游上山文化區(qū)上山和荷花山兩個考古遺址中的水稻植硅體證據(jù),結合沉積物光釋光和植硅體碳十四測年,重建了10萬年以來水稻從野生到馴化的演化歷史。臨沂大學釋光年代學實驗室承擔了這一研究的光釋光測年任務。
“提前實現(xiàn)了事業(yè)的一個小目標!”實驗室負責人、39歲的于祿鵬教授直率地說。
讓砂子發(fā)光,讀取“時光年輪”
在臨沂大學釋光年代學實驗室里,堆滿了從青藏高原、西北沙漠等許多地方采回來的砂土樣本。于祿鵬告訴記者,他們的工作說簡單點兒,就是給砂子測年代。
“釋光”就是發(fā)光的意思。砂子還能發(fā)光?于祿鵬解釋道,砂子中的一些礦物在埋藏的過程中會受到環(huán)境中各種輻射的作用并不斷儲存能量,埋的時間越久、環(huán)境輻射越強,礦物儲存的能量就越多;當?shù)V物被加熱或光照后,儲存的能量就以“光”的形式釋放出來,這個過程就叫釋光。
他們的工作就是將砂子采回到實驗室,提取出石英或長石,通過專業(yè)的儀器來讀取礦物中積累的光信號,再通過放射性元素含量等分析計算出每年可以吸收的輻射劑量,從而測算出樣本被埋藏的時間。
水稻演化的年代主要就是用光釋光測試斷定的。憑借這一技術,于祿鵬團隊給上山水稻從野生到馴化的演化過程,標注了更加明確的時間軸——10萬年前就有了野生稻,到2.4萬年前人類開始利用野生稻,1.3萬年前人類開始馴化前的種植,1.1萬年前水稻被馴化……
水稻種植是中國先民對全人類的貢獻,長江下游地區(qū)是水稻最早馴化起源的地區(qū)?,F(xiàn)在,毫無爭議的,我國水稻馴化的時間與中亞小麥馴化的時間是一致的,“這意味著世界兩大主食基本上是同步發(fā)育的,我們不存在比其他地區(qū)落后的情況,這項成果對于提升我們的民族自信和文化自信是非常重要的?!庇诘擓i說。
“職業(yè)挖砂人”,月亮不上班,我們不下班
于祿鵬有個綽號——“職業(yè)挖砂人”。
“我在海邊長大,小時候就特別喜歡玩砂子?!睆男W到博士后,于祿鵬與地理結下了不解之緣。
從學生時代起,為了野外采樣,于祿鵬經(jīng)常要挖砂子。這是項重復性很強的工作,也很辛苦,但每次他都是帶著科學假設去的,“經(jīng)過采樣和一系列的實驗,最后證明自己的假設是正確的或者有了新的認識,又是非常快樂的?!庇诘擓i說。
在實驗室,于祿鵬和團隊成員展示了一根根直徑約5厘米、長約20厘米的鋼管,這些是“挖砂”的利器。由于采集的樣本有避光的要求,采集過程中,他們需要將這些打進地層的整根管子挖出來,兩頭封起來,密封保存運輸,防止沉積物中的釋光信號受到陽光的干擾。
除了砂子,有時,他們還會挖到古人類的遺址,地層里有成千上萬年前的火塘、碳化的種子、羊糞、骨頭,甚至非常精美的石器,人類“挖寶”的天然興趣被激發(fā)了出來。
“月亮不上班,我們不下班,月亮上班了,我們還在加班。”這是于祿鵬團隊在野外工作時經(jīng)常說的一句玩笑話。由于在野外很多事情難以預期,他們常常要做大量計劃外的工作,經(jīng)常到了天黑才收工,但他們卻樂此不疲。于祿鵬說,他們的動力來自對自然的熱愛,在“挖砂”的過程中揭示大自然的秘密,探索新的知識,這是玩的過程,也是學習的過程。
科研之路,有積累才能發(fā)光
如今,臨沂大學釋光年代學實驗室除了在青藏高原、干旱區(qū)環(huán)境演化的主要方向穩(wěn)步推進外,還獨立開展或與中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所、南京大學等單位合作開展了一系列考古年代學方面的研究,并已在《科學》《第四紀科學評論》等國際期刊上發(fā)表相關研究成果。
作為一所區(qū)域性高校實驗室,他們與大院大所合作的競爭力在哪里?“打鐵必須自身硬,我們是一個以‘實’為訓的團隊?!庇诘擓i表示,“首先是我們的經(jīng)驗、數(shù)據(jù)的可靠性,然后是態(tài)度和行動,不負所托,積極落實,及時反饋,只為又好又快地為合作方解決年代學問題,獲得了廣泛的認可度。”
“實”也是臨沂大學的校風。
于祿鵬2014年博士后出站時,臨沂大學釋光年代學實驗室剛剛獲批。“當時學院的書記、院長、副院長都是做古環(huán)境研究的同行,跟他們接觸時,我被他們身上‘實’的作風感染,對年輕人的熱情支持以及志同道合的氛圍,讓我沒有后顧之憂地來到臨沂大學?!庇诘擓i說。
“我覺得砂子跟人很像。一粒砂子有它的形態(tài),一個人有他的特征。一堆砂子可以塑造一個新的地貌,一群人可以塑造一個國家、一個社會。”研究砂子,也給了于祿鵬很多人生啟發(fā)。他說,金子會發(fā)光,砂子埋在土里幾萬年幾十萬年,積累能量,等待發(fā)掘,你給它光給它熱,它也可以發(fā)光。
“這就像我們普通人,需要更好地積累和等待,時機成熟時,其實每個人都可以發(fā)光?!庇诘擓i也這樣鼓勵他實驗室的學生們不斷磨礪與積累,終有一天會有發(fā)光的機會。
《中國教育報》2024年10月31日 第04版
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