通过古生物复原图,我们看见了几亿年前古代

要想复原出古生物，首先需要阅读大量的论文或书籍，再根据化石资料进行基本复原。其中，最难的事情是“创造最熟悉的陌生人”，在复原大熊猫演化过程时，科学画师陈瑜和科学家就它的皮毛纹理颜色展开了激烈的讨论…出品：格致论道讲坛以下内容为科学画师陈瑜演讲实录：大家好，我是陈瑜，我今天跟大家分享的是《古生物“复活”记》。大家可能以为我要把古生物从化石复活过来，但我的工作并非如此，而是把古生物的化石用画笔画成“生活”的样子。我的日常就是为国内外的科学家以及一些博物馆和研究机构绘制古生物的复原图。这个行业其实有年左右的历史。最早的古生物复原图是一位地质学家为非常著名的英国化石搜集者——玛丽·安宁绘画的一张复原图。从现在的角度来看，图中对古生物的了解还是比较低的，画得比较诡异和幼稚。但是在当时，这张图对于特别渴望了解古代生物的大众产生了非常大的影响，引起了轰动。从此以后，古生物复原图就和古生物研究息息相关了。在我看来，古生物复原是一项很像科学，但实际上又很难说是科学的工作。大家都知道，科学工作是可以反复验证的。就像左边展示的漫画，古生物学家在野外挖掘化石、修理化石，然后在实验室当中研究这些化石。从而得出各式各样的结论和知识，最后再通过反复研究比较，来验证它们是否正确。我的工作就建立在这些科学家工作的基础之上。但是，即使动物复原图画得再真实，我们也很难验证这个动物在几百万或者几亿年前活着的时候是否就是这个样子。我们进行工作的时候，还会运用到其它方面的知识，包括古代的知识，比如古地层学、古埋葬学；还会牵扯到很多现代的知识，比如比较解剖学、哺乳动物学，甚至一些植物学。如果说，古生物复原图是建立在科学基础上的一个不是很算科学的工作，那么它的意义是什么？其实它最基本的意义是满足我们对于古代生物的好奇心：我们会很好奇那些几万年前甚至几亿年前未曾谋面的生物长什么样子。而我画的这些图，就是把科学家“枯燥”的工作做了一个形式上的转化。科学家研究的是化石，他们最终得到的都是枯燥的论文，还有一些乏味的数据。让普罗大众了解它们是很难的，但是通过复原图，就能够把这些研究相对直观地展现给大家。形成自己独有的绘画风格我是如何成为一名古生物复原画师的呢？这还得从我小时候说起。以前我家离天津自然博物馆非常近，我对博物馆墙上的大型古生物复原壁画特别感兴趣。左边就是其中的3张。大家可以看到，这些壁画画得很精美，风格很粗犷。当我作为一个小朋友看了这些画之后，第一个反应就是“画得真好看，我回家也要画。”右边几张图就是我在小学和初中时的一些绘画作品，可以看到虽然风格比较幼稚，但形式还是比较多种多样的。在学习绘画的过程当中，我很自然地想去临摹一些好的绘画作品。但是在我上学的时期，网络、图书不像现在这么发达和方便。当时一位澳大利亚的朋友寄了两本书给我，一本叫《进化伊甸园》，另一本叫做《猛犸剑齿虎人类——揭秘欧洲哺乳动物万年的演化历史》。我翻开这两本书后非常震惊，因为里面有非常漂亮的古生物复原插图。这个画家叫安东，他对我的影响非常大，我的绘画风格在很大程度上模仿了安东。另外还有两位对我工作产生非常大影响的画家。在上图右侧画框里面的两张是澳大利亚一位叫彼得的画家的作品。他善用细腻的笔法来画近现代灭绝的动物，比如短鼻袋鼠和渡渡鸟。画鲸豚的也是我非常喜欢的一位画家——马丁·卡姆，他非常善于用细腻的纹理来表现很难画出的体积感。从高中到大学，我一直没有放下绘画，期间我慢慢地把这三位画家的风格进行融合，最后形成了我自己的绘画风格。下面我就给大家展示一下我平时工作的一些成品。比如上面这是在辽西发现的典型的早期小型鱼类——戴氏狼鳍鱼，我在画的时候很明显地参考了马丁·卡姆的绘画风格。这是有史以来最大的硬骨鱼——疑难利兹鲲，它的体长甚至能够达到16米。它的体色我参考了现代的鲸鲨和大型的须鲸。上面这些是我画的比较奇奇怪怪的古代鲸类。以及最近这几年给博物馆绘画复原的古代鸟类。上面的朝阳会鸟是中生代白垩纪时期的一种鸟，它的翅膀上有爪子，嘴里还有牙齿。还有山旺山东鸟，是在山东发现的比较早期的类似鹌鹑的鸟类。怎么进行古生物复原？大家看了这些画作之后，是不是会好奇我是怎么复原出这些奇怪动物的？其实我首先需要阅读大量的论文或者书籍，在心里对需要画的动物有大概的了解，然后根据化石资料给它们进行基本的复原。在大多数情况下，化石被发现的时候都是非常破碎的，将近95%的生物化石都是很零碎的几块骨头，甚至只有几颗牙，像大家在博物馆里面看到的那种完整的骨架实际上非常少。所以在复原骨架的时候，我们要参考它近亲的动物或者和它体型相近的动物，把缺失的骨骼部分补上，同时再覆盖上肌肉。覆盖肌肉有两种情况，一种是专家给予比较专业的指导，另外一种是参考体型形态近似的动物。最后再添上一张比较可信的外皮，包括皮肤的纹理、结构等等。给大家作为例子的是我年给云南的恐龙——科氏玉溪龙做的复原，它是一种早期的披甲恐龙。我在完成这张复原图的时候，还学到了一个非常好玩的植物学知识。起初，我根据云南当地保存的植物画上了一种蕨类——水龙骨。但一位研究蕨类植物的老师告诉我，水龙骨出现的年代非常晚，恐龙出现的时候还没有这种植物。所以我就从画面里把水龙骨删除了。下面我来给大家展示一些我画的其他恐龙。根据一些特别细致的恐龙研究，包括对羽毛痕迹的显微结构和色素细胞的研究，我们至少知道了少数恐龙身上真实的颜色，比如上图展示的小盗龙和近鸟龙。甚至进一步，我们通过对原始中华鸟龙的化石研究，可以确定它像现在的小熊猫一样，尾巴有这种红白相间的条纹，眼睛有这种黑色的“眼罩”。但除了这些，我们很难知道大部分恐龙的颜色。所以我们会通过合理的想象，综合一些生物学知识或者参考一些现代爬行动物，给它赋予一些比较可信的体色纹理。像巨型山东龙是一种非常巨型的鸭嘴龙，但是它没有利齿和利爪，缺乏抵抗天敌的能力。所以我们复原出比较中性的体色，带有少量的花纹，这样它就可以隐藏在各种环境里。但是对于身上有一些防御武器的恐龙，像甲龙、剑龙、角龙等等，我们就会给它复原出比较鲜艳的或者是带有警告色的体色纹理。至于肉食恐龙，我们发挥的余地就更大一点，因为肉食动物要隐藏自己来埋伏植食恐龙，所以可以在保障它看起来可信的前提上给它们添加各种各样的纹理。后面这两种剑龙，一种我采纳了比较保守的体色，就是绿色加上少量的浅色斑点，方便它隐藏在森林或者蕨类植物环境里。另外一种我给它复原了比较明显的警戒色，体色比较鲜艳，有比较明显的红黄黑的组合。在现代的爬行动物当中，很多蛇类或者蜥蜴都有这种体色，就是警告天敌“我有毒，不要来碰我”。但是有很多没有毒的动物也会模仿这种体色。大型恐龙由于体型很大，缺乏足够的天敌，所以在复原的时候我们一般会给予它们比较单调的体色。最难的是创造“最熟悉的陌生人”给大家看了不同的复原体色后，大家可能会好奇，怎么让这种体色看起来比较可靠呢？这就涉及到我工作的下一步，也是对于我来说非常困难的一步，我管它叫做创造“最熟悉的陌生人”。什么意思呢？在复原图当中，我要画出这个动物，让它看起来和现在的动物有相似的地方，并且大家能够感觉到这个动物以前是活生生的。但是我又不能复原出奇奇怪怪的颜色，就像我经常和朋友说的，你永远不能画出来一只粉色的长着绿色五角星的霸王龙——它压根不可能出现。在上图中，我给大家展示我们如何利用现代动物作为参考来复原古代动物。比如现代密林环境中的野猪和獏，它们幼年时候身上浅色的斑点和条纹有助于它们在斑驳的森林环境里隐藏自己，减少被天敌发现的几率。但是当它们成年之后，有了足够的自保能力，就不需要这些条纹了。所以我在复原一种古代的爪兽时也采纳了这种纹理：幼年个体身上有浅色的斑点和纹理，而成年后体色变得比较单调。古代哺乳动物复原相对比较容易一点，因为我们现代的很多动物和它们是“亲戚”。比如古代的熊可以参考现在的棕熊、黑熊。还有古代的雷兽、巨型犀牛、骆驼还有大象等，我们都可以参考它们现在活着的“亲戚”进行复原。下面再给大家讲个比较好玩的事。其实同一种古生物，很多人画出来的复原图是不完全一样的，甚至同一个人画出来的复原图都不一样。这是因为我们的工作在很大程度上受到科学家观点的影响。比如针对同一件化石，科学家A和科学家B研究出来的观点完全不一样，那我们在工作当中就需要遵循其中一位的观点。像左边这种巨大的像犀牛一样的动物叫做锤鼻雷兽，它高挑的结构——其实就是下面画出的白色部分，实际上是它高耸起来的鼻骨。美国学者奥斯本认为，它的鼻骨虽然翘起来比较高，但是它的鼻孔位置还是比较低（右）。而俄罗斯和我国学者的观点认为，它的鼻孔像潜水员呼吸的管一样，鼻孔是开在鼻子最上端的（左）。所以我在工作当中根据不同的需要画出了这两张复原图。右边的动物叫三角中华远古鹿。最开始科学家发现的化石是侧向的，就是它的头骨是横着压扁的。它的眼眶上面有一对小角，头骨的枕体是像古代妇女的发髻一样圆的、翘起来的结构（上）。但是后来根据很多新的化石，包括一些博物馆中展览的化石，我们发现它角的实际情况跟科学家最早描述的情况完全不一样。首先它眼眶上的角前缘有很多串珠状——就像珍珠项链一样的突起。而枕骨上的角并不是一个单纯的扁平状的角，而是在头骨后面的像T字形的角（下）。所以这一点也证明我们的复原图实际上是跟着科学研究的进步发展在持续不断变化的。有时候，我也能说服科学家在我近几年工作当中，还遇到一个非常有趣的案例——大熊猫演化的复原。大家都知道，现在的大熊猫是吃竹子的，体色黑白，纹理非常分明。有研究大熊猫的老师想委托我画一套完整的大熊猫复原图。他给了我左边这样4个不同演化阶段的大熊猫示意图，告诉我说：“你照着这个图把它细致地画出来就可以了”。但是，我看完之后感觉不太对，因为大熊猫的皮毛纹理颜色是非常特殊的，我们没有理由相信，如此特殊的纹理在它的祖先身上就是这样的。它的纹理肯定是从一种比较普通的体色逐渐变成这种形式。当时我和这位老师为此产生了很大的争议，甚至到了半夜一点多的时候，我们还在打电话讨论这个问题。当时老师提出来一个非常有趣的观点：古代的大熊猫有很多生活在热带地区，热带地区气温很高，它们体色应该很白，这样就不会吸热，大熊猫就会凉快。但是我认为这个观点不对，大家看图上右侧现存的熊类，我们整理了所有现存熊类的体色。按照老师的观点，我们在热带地区发现的马来熊、懒熊、黑熊应该是白色的，但是它们反而是黑色的；相反，生活在北极地区，应该用黑色吸热保暖的北极熊反而是白色的。我还整理了一些其他的动物，结果发现，在现代各种类的动物类群当中，都有接近大熊猫体色的动物个体，包括“黑眼圈”、浅色的躯干和深色的四肢。在整个过程当中，我试图寻找颜色和环境之间稳定配套的对应关系。但是很遗憾，我没有找到。特别有意思的是，我在整理现代棕熊的时候有了一个特别令我震惊的发现：在现代世界各地所有的棕熊亚种当中，我们都找到了非常类似大熊猫颜色的个体。大家可以看一下，从北海道一直到叙利亚、加拿大海岸都发现了这种个体，但是它们的分布环境都不一样，有热带，也有寒带。所以我们只能认为，大熊猫颜色纹理的变化可能和环境有关，但目前我们还找不到真正可以解释的关系。如果参考一些比较合理的现代动物的纹理变化，我就只能认为古代的大熊猫体色比较接近于一些原始的熊类，比如黑熊或者小熊猫，然后再演化出了现代大熊猫的纹理。我把我的思路跟这位老师说了后，老师说可以先看一看视觉效果。上面就是我的工作结果，大家可以看到，禄丰始熊猫是最早期原始的熊猫，我给它设计了一个相对来说比较典型的熊的体色。接着它脖子上和躯干上出现浅色的纹理，一步步“切割”身体，最后逐渐变成现在大熊猫黑白的样子。这个工作在我的经历当中是很少见的反向——我说服专家同意了我的观点，完成复原图。其实对于我来说，我总感觉科学家的研究工作是比较枯燥的，但是我们通过画笔，可以把这个枯燥的工作转化得有趣和直观，再呈现给大家。国外有非常多的专业画家，甚至有的古生物学者自己就会绘画。当他们发现某些新的恐龙或者动物化石，在召开新闻发布会时，非常精美的复原图就已经摆在那些化石后面了。但在我们国内，这种情况还是比较少见的。一方面是国内专职的从业人员还非常少，另一方面一些学者对这项工作的认可度还比较低。一个典型的观点就是“我研究的化石只要发了论文就好，有没有复原图对于我来说没有关系的。”当然，可能的确是这样。但是对于科学传播或者说科学普及来说，我相信复原图能够起到的作用还是非常大的。我希望如果小朋友们有兴趣的话，可以试着考虑画一画复原图，说不定什么时候，专家看上了就会把它用到论文上。你的画就能登上新闻，甚至放到博物馆里面。这就是今天我的分享，谢谢大家。“格致论道”，原称“SELF格致论道”，是中国科学院全力推出的科学文化讲坛，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办，中国科普博览承办。致力于非凡思想的跨界传播，旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。获取更多信息。本文出品自“格致论道讲坛”

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