殷宗军：“盲盒”拆出6亿岁“海绵宝宝”

殷宗军，男，1985年生，地质学专业07届校友。中国科学院南京地质古生物研究所研究员，博士研究生导师。国家基金委优秀青年基金获得者，中科院创新交叉团队负责人，英国皇家学会牛顿高级学者，德国哥廷根科学院生物学奖获得者，中科院青年创新促进会会员，江苏省古生物学会理事。主编论文专辑2部，在包括Science Advances、PNAS、Current Biology、Geology、Nature Communications、Nature Ecology & Evolution等杂志上发表论文45篇，一作Nature Index杂志论文5篇。研究成果入选Science杂志2015年“Top 10 Images”、2016年度和2019年度中国古生物学研究十大进展、2015年度中国地质学研究十大进展，2016年度江苏省科学技术一等奖(3/6)等。

近日，央视综合频道瞬间中国节目的一条短视频“贵州发现6亿岁海绵宝宝”刷屏网络，冲上微博热搜。这块海绵化石的发现者——中科院南京地质古生物研究所研究员、我校2007届校友殷宗军也因此受到了各界关注。

央视新闻微博报道殷宗军在贵州发现6亿岁海绵宝宝

坐稳冷板凳——热爱从地大萌芽

“做古生物研究，特别要坐得住冷板凳。”殷宗军说。

殷宗军在大别山区长大，一套姐姐赠送的《小学生自然百科》让他第一次领略到古生物领域的魅力，“这套书共6本，我最喜欢《地学》和《动物》，一个讲了地球上的岩石矿物、名山大川，一个从远古动物讲到人类诞生。我爱不释手，书很快就翻烂了。”

考大学时，殷宗军填报了地质学专业，顺利来到了中国地质大学（武汉）。大学里，他在课堂上了解到，达尔文曾提到一个挑战进化论的难题：绝大多数现代高等动物的祖先，在5.41亿到5.18亿年前的寒武纪早期，以大爆发的形式突然出现在海洋中，这一现象后世称之为“寒武纪生命大爆发”；而寒武纪之前地球的漫长历史中，却缺乏与动物相关的化石记录。针对这个问题，达尔文的解释是化石的记录保存有不完整性，寒武纪之前的动物可能并没有留下化石记录。这个解释在此后的100多年里引起了很大争议，被称为“达尔文之困”。这个问题始终萦绕在殷宗军脑海，激励他探索古生物领域的奥秘。

2006年，正在读大三的殷宗军毅然选择了考研。虽然师兄师姐们说读研读博学古生物是冷门，但他依旧决心去中科院南京地质古生物研究所，这里或许能解答他的疑惑。

考入中科院南京地质古生物研究所后，他继续留学深造、做实验、发文章，一步一个脚印做研究，别人眼中的冷板凳对他来说却是“香饽饽”，这份坚持来源于热爱，他希望揭开化石背后隐藏的动物演化历史。这份梦想的种子或许在他懵懵懂懂翻开那册《小学生自然百科》时就已种下，经过数余年的知识灌溉终于抽条发芽、舒展枝干。

潜心钻研——微小化石里有大学问

“我们现在所做的工作像是在翻译一本书，这本书是大自然的历史给我们留下来的无字天书，它的文字是由化石写就的。”殷宗军说。

在南古所进行毕业设计时，殷宗军将目光投向了瓮安生物群。瓮安生物群，主产于贵州瓮安北斗山含磷地层，以磷酸盐化方式保存着6亿年前的化石，诞生于寒武纪大爆发以前。这座可能保存了全世界最古老动物的化石库，被学界视为“动物世界的黎明”。

“2006年夏天，我从北斗山采了几百斤石头，打包发往南京，大海捞针一样寻找化石。”在那个炎热的夏天，殷宗军先用化学方法将几百斤石头融化，再在残渣中一点一点寻找化石，用显微镜来观察。因为怕石头残渣被风吹散，也不敢开电扇。在细致工作下，殷宗军找到了大量从未见过的化石。其中有一种化石十分特别，直径只有不到1毫米、外形很像现代动物胚胎、表面上长着螺旋状线圈，这就是后来被称为“瓮安旋孔虫”的化石。

殷宗军做实验准备工作

通过显微镜和扫描电镜，观察分析新发现化石的形态学结构，对完成毕业论文来说足够了。但神秘化石内部是什么结构？它们究竟是动物、植物，还是藻类？这些还需要深入研究。“我想从事感兴趣的研究，只有一条路走到底。”殷宗军说。硕士二年级时，他接受遴选并获得了直接攻读博士学位的机会。

读博阶段，殷宗军申请到法国留学，当时，欧洲拥有世界上最先进的同步辐射加速器，能扫描微米级别的物体内部结构。但即便有了先进的设备，给这些微小的化石“做CT”也并不是件容易事。这种大型科学装置并非为扫描微体化石量身定制，因此用来给微体化石“做CT”时，扫描方法和诸多参数都要反复摸索和调整。“学习了几个月，才掌握扫描技术。遗憾的是，瓮安旋孔虫化石有很厚的囊包，内部生物学结构大多已经腐烂，所有样本都没有扫描到内部结构，也就无从了解它究竟是什么。” 好在留学期间殷宗军还有其他收获：通过扫描带来的其他样本，发现了大量保存精美的胚胎状化石，但这些研究，离回答“达尔文之困”还有很长一段距离。“我们不能每次都千里迢迢跑到欧洲，用别人的机器去扫描化石。”殷宗军开始思考，要有先进技术，让自己的团队来给化石做“CT”。

创新实验室——现代技术助力解读古老生命密码

靠他人的设备终究行不通，还是要有自己的高端设备。在南古所的支持下，2012年博士毕业留所后，殷宗军着手建立化石显微CT实验室，并于2015年建成。

这个实验室，各类仪器设备一应俱全：硬件上，有“CT机”、显微镜、图形工作站、数位屏；软件上，有各类专业的图像数据处理和三维可视化工具等。它不仅用于瓮安生物群化石的研究，也支撑了琥珀中昆虫多样性、森林的起源等古生物学其他课题的研究。

“这个实验室有原始创新，也有集成创新。”殷宗军介绍，正在申请专利的多样本扫描技术就是一项自主创新。“人工将样本逐个放到样品台上扫描，费时耗力，如果能实现自动化不间断扫描，就可以帮助科研人员腾出手，大幅提高设备利用效率。”

殷宗军在显微镜下查验化石

殷宗军说，前沿信息技术与这门古老学科可以碰撞出火花。“做古生物研究，特别要坐得住冷板凳。我之所以能坚持下来，除了自身的热爱，也在于院所的支持，以及研究过程中的一项项进展，让年轻科学家在起步阶段就可以大展拳脚，品尝到成功的喜悦。”

苦苦坚守——“盲盒”拆出6亿年前海绵化石

殷宗军的日常工作任务是从成吨的沙石样品中筛选中有可能有化石遗迹的样品，他将自己形容为每天都在“拆盲盒”的人。整整八年，他终于淘出了6亿年前的海绵化石，这份目前全球唯一孤品海绵标本，表明贵州可能是地球上最早出现动物的地方。

显微镜下的海绵实体标本1

显微镜下的海绵实体标本2

研究表明，6亿年前可能出现地球上第一批动物

在《瞬间中国》节目视频中，他说：“我们为什么日复一日、年复一年，非得要到6亿年前的地层里面、成吨的沙子里面去挑那么一颗两颗化石和标本出来？这个科学问题就是我们（人类）为什么在这里？我们对地球的改造，对生态环境造成的压力有多少？最后我们的结局会在哪里？评估这样的风险，我们得去看地质历史上曾经发生过什么，以史为鉴知未来。”

殷宗军哽咽道：“我是一个登山者，去告诉世人山顶的风景，我热爱这一切，所以我穿过荒漠、穿过沼泽、穿过荆棘，最后那一刻我看到的景象足以安慰我所有的辛苦。我希望不辜负这个时代，做好自己的研究，在动物起源的教科书中留下一笔。”

《演化的故事》一书中曾言，“这是一个古老的世界，我们在其中只是婴儿般的存在，基因交织如锦的大河环绕我们、穿越我们；它的河道因小行星与冰河，因隆起的山丘与扩展的海洋而改变。”殷宗军说，他的科研故事还在继续，动物演化的真相终将逐渐显现，“达尔文之困”终有一天会解开。