毛方园：与化石同行，和古生物对话
新疆吐鲁番盆地生物地层 受访者供图
5月初，首届南京矿物宝石化石博览会，10余件曾在地球生命进化史上具有重要意义的国宝级化石标本亮相。李氏源掠兽化石标本，是其中之一。
3年多前，2019年12月6日，《科学》（Science）在线发表了关于李氏源掠兽的研究成果。在“中国古生物学2020年度十大进展”中，该研究获评首位。
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员毛方园正是这一研究的负责人。次年，她的另一项研究成果也入选了“中国古生物学2021年度十大进展”。
今年4月，这位致力于早期哺乳动物研究的80后科技工作者，荣膺第十八届“中国青年女科学家奖”。
对于热衷未知、神秘的毛方园来说，探寻奇妙的生命演化，是一条漫漫长路。
毛方园在内蒙古二连盆地生物地层考察。 受访者供图
“一次定终身”
本科时是地质学，硕士研究生期间在中国科学院南京地质与古生物研究所攻读孢粉学，为何博士时会进入古脊椎动物研究领域？
缘起于她2008年暑期的一次野外地质考察。彼时毛方园的研究生二年级刚刚结束，回忆起此后的考博决定她笑称，“一次定终身”。
地质考察在内蒙古二连盆地，那里沉积了东亚地区比较完整的古近纪陆相地层，有丰富的哺乳动物化石，是研究古近纪哺乳动物演化、古生态和古气候变化的理想区域。
这位此前在南方出生、成长的姑娘，第一次见到了北方荒漠戈壁，遇到了一堵墙般袭来的沙尘暴，赶上过大雨雷暴等极端天气，也见到了海市蜃楼。那片半无人区，条件十分艰苦。
然而，这次求学以来难得的一趟“正儿八经的”地质考察，却带来了意想不到的收获。
毛方园的任务是孢粉采样。植物孢粉采样，是古生物地层学研究的常用方法，依据孢粉的样品来分析古环境的植物组成和气候变化，或者用来判定地层的沉积时间。
100多米的剖面，间隔1.5米进行取样，一个点位，采一袋孢粉样，整个剖面下来，样品装了满满一包，沉甸甸的。遇到一个土坡，她翻不过去时，老师们就一镐一镐帮着开道。团队合作，身处荒漠时的“过命交情”让她至今记得，也想着“要跟着这个团队继续学习和研究”。
实习带队的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王元青，正是毛方园此后的博士生导师。其间，在交流讨论在某一个孢粉组成的问题时，她引用既有的观点，而王元青会告诉她，应该有挑战权威的精神。“我们不必循规蹈矩地去遵从或者服从前人的研究定论，而是要看到突破口，或者依照我们发现的证据与事实，去得出一个更好更充分的结论，或者为此寻求更多的证据。”这成为毛方园在研究中秉持的原则。
持续半个月左右的地质实习后，毛方园毫不犹豫地决定考博，专业再一次转向古脊椎动物。“我想去野外探索未知的不确定性的事物。”对不愿循规蹈矩的她而言，找到了“释放天性”之处。
2013年博士毕业后，毛方园进入中国科学院古脊椎动物与古人类研究所，在摸索中确定了早期哺乳动物这一研究方向。
毛方园在内蒙古二连盆地生物地层考察。 受访者供图
来自上亿年前的“不可思议”
“发现了达尔文时代提出的哺乳动物中耳渐进演化的关键证据链”，这是毛方园获评第十八届“中国青年女科学家奖”时的一句介绍。
哺乳动物中耳渐进演化，被认为是哺乳动物古生物学的“圣杯”。哺乳动物祖先中，曾经一体化的听觉和咀嚼结构，为了适应自然选择，提高听觉和咀嚼的效率，是如何实现分离并向“各司其职”演化？
“古生物学家认为，哺乳动物中耳内的3块听小骨是从爬行动物的下颌关节骨演化而来的。”毛方园说，自从上百年前的达尔文时代开始，哺乳动物咀嚼器官和听觉器官的分离过程一直是一个假说，缺少从化石当中得到直接关键证据。
毛方园、王元青与美国自然历史博物馆的孟津等学者合作的研究成果，正是从李氏源掠兽化石中找到了关键证据链。“李氏源掠兽的多件标本首次展示一个关键特征，即听骨与麦氏软骨之间无骨质链接，这意味着听觉与咀嚼器官完全分离，代表了哺乳动物演化中听觉与咀嚼模块分离的关键节点。”毛方园说，这一发现弥合了过渡型中耳和典型哺乳动物中耳在演化过程中表型特征的空缺。
李氏源掠兽化石采自辽宁热河生物群早白垩世，距今约1.24亿年，被保存在辽宁朝阳济赞堂古生物化石博物馆。“当看到这些化石标本，我们做了一个初步的CT扫描，就已经看到它中耳的大致形态了。”那一刻，毛方园是兴奋的。
然而，即便确定了中耳骨块，是否就是关键证据链呢？冷静过后，是漫长且枯燥的研究。利用显微断层扫描高精度扫描，然后进行三维立体重建复原包括中耳在内的整个骨架。
复原是一件极为耗时间的工作。2018年10月，毛方园成为美国自然历史博物馆博士后。那年圣诞假期，她把自己关在公寓里，每晚复原到后半夜两三点，然早上八九点起来接着复原，每天有十几个钟头都在电脑前。
“重建三维立体形态，相当于你在每个面上画的一笔，就生长出具体的立体形态。在这个过程中，你会发现生物结构是如此非常的精妙，回推到1.2亿年前的生物，它一直在演化而且已经演化出如此精妙的结构，这是多么的不可思议。”那些枯坐“冷板凳”的时光，遥望上亿年前的时间长河中神奇的生物，毛方园觉得震撼，“多么的神秘啊，这是语言无法精准表述的。”
5月19日，北京，在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所，研究员毛方园正在查看动物的头骨化石。工人日报-中工网记者 王伟伟 摄
严肃科学的魔力
“以百万年、上亿年为时间尺度的古生物研究，到底有着什么样的魔力？”
“经历漫长岁月的生命演化，像一部生命史的连续剧呈现在我们面前，这不够有意思吗？”毛方园也在追问，“从一个单核生命演变成人，这过程中经历了什么才得到了成功？跟人类同行的那些类群，在哪些方面努力或者试错，有可能不够走运没能走到今天，这都是我们研究对象。”
在地球46亿年的历史中，很多生物历经起源、发展、繁盛、消亡的过程。人类在追寻自身演化、发展奥秘的同时，也一直在探究与人类同行的其他类群的演化历史。
追问和探究的过程，需要新的技术支撑。
在采访中，毛方园多次强调更为高精度的CT设备曾对于研究有着重要的促进作用。热河生物群的大多数化石为压扁的板状，普通的CT设备很难对其进行精确扫描和重建。为此，中科院联合研发了首台高分辨板状化石专用X射线显微层析成像设备Micro-CL，极大满足了古生物学界的研究需求。古脊椎所的研究人员还自主开发了免费的专门处理化石及生物体成像数据的渲染处理软件，推动这项技术在学科领域的大规模普及。
古动物博物馆和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所同在一幢楼里，开放日有着不少家长带着孩子前来参观。
科普与科研，是热闹与冷清。
“大众看来，古生物学好玩、有意思，但更要真正意识到这是一项严肃的科学，有很多人在其中坚持、积累、创新。”毛方园如今在科研之外，还需要讲课、带学生，“希望真正决心投入这个学科里的人，能坚持把科学系统训练这个枯燥的过程，严肃、严谨地走完，持续走下去。”
扎根在行业十多年，毛方园从参与到领衔科研项目，并成为国家基金委优秀青年项目获得者，她发表的学术论文近40篇，其中3篇发表在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）和《科学》（Science）上。成绩之外，她是冷静的，“我们不能墨守成规、按照老的路子去做研究，需要找到新的研究模式、方法技术，去提高、去突破，去看一些我们之前见不到的现象和证据。”
每年毛方园会有三四个月的时间，走出书斋，到未知、神秘的荒野之中，寻找、挖掘化石，为无所得沮丧，为有所获开心。
只是，当从荒野归来，她需要回到室内拼接、修复化石，在显微镜下观察化石，在设备上测量、复原化石，在实验室重复各种实验……
埋藏在厚重地层的化石沉默不言，等待着她去讲述远古生物演化的故事。