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最是那一低头的邂逅——郑守仪院士和她美丽的“小巨人”

来源:科学时报   廖洋 郑千里   2015-09-20
导读:进入这十余平方米的房间,最诱人目光的,是挂在24个小支架上的小工艺制作品。房间里,除了一张实验台、一部电脑、一具木制长椅,墙上挂的、架上摆的都是不同制作形式的同种工艺品。身处其中,却不觉得凌乱和拥挤,只是被这些千姿百态的美所吸引,让人目不暇接——这便是中科院院士、中科院海洋研究所研究员郑守仪的实验室,而美丽的工艺品,自然是她研究的有孔虫的放大工艺模型。

“艺术家空想美,其实,不用空想,大自然就有。”

有孔虫:

大海里的“小巨人”

郑守仪从事现代有孔虫的分类学与生态学研究。

有孔虫是带壳的海洋单细胞动物,个体大小平均在1毫米左右,它的房室之间有“口孔”相通,故称为“有孔虫”。有孔虫有5亿多年的地质历程,它保存于不同地质时期的已知种类约有4万多种。活体有孔虫壳内有一微滴似蛋清状物质,可进行它全部的生命活动。它们分布广、对环境条件反应敏感,是重要的环境指示生物,被广泛应用于生物地层、古海洋、古气候和石油勘探开发等诸多科研领域,因此被誉为大海里的“小巨人”。

最早的有孔虫出现在寒武纪,距今有5亿多年。恐龙给了人们古老的记忆,然而这么高大威猛的生物在如针尖般细小的有孔虫面前时,却只能算是位“小弟弟”。而当不可一世、外表如山的恐龙灭绝时,微不足道的有孔虫继续在海洋中发展壮大。

海平面1万米以下的马里亚纳海沟,黑暗、低温、高压、营养极度贫乏,和太空一样都是人类无法抵达的极限环境,但是,有的有孔虫却能在这样的环境中奇迹般地生存下来。

大洋底的热液喷口也是地球最恶劣的环境之一,它喷出约400摄氏度的高温岩浆状物质,还经常伴随着硫化氢、砷、铅等剧毒物质。然而,即使在这样严酷的环境附近,也有有孔虫继续生存、繁殖了下来。

有孔虫寿命短暂,但却无比执着地留下了自己生命的印记——独一无二的外壳。正是这些“壳”指引着科学家们不断发现地球的真实面貌——几十万年前的,人类出现之前的,几百上千万年前的……科学家们发现,世界上的深海平原比陆地要辽阔许多倍,而覆盖34.5%的深海平原的,就是有孔虫的遗壳。

“从海滩到1万多米的深海,几乎都有有孔虫生存。不同水深的海洋环境,有着不同形态的有孔虫种类。在不同的地质年代,都有有孔虫保存下来。”郑守仪说:“有孔虫化石是可以将今论古,进而认识古环境的优异指示生物。科学家之所以断定喜马拉雅山曾经是一片汪洋大海,根据之一便是在那里发现了有孔虫化石;甚至在高耸入云的珠穆朗玛峰上,中科院南京地质古生物所的科学家们也发现了有孔虫化石。”

艰苦研究:

千里之行,始于足下

郑守仪1931年出生在菲律宾马尼拉,父母都是旅菲华侨。她第一次接触有孔虫,是在50年前菲律宾一个大学教授的实验室里。“当时觉得好美,但没想到它会陪我一辈子。”

1956年6月30日,郑守仪瞒着双亲,只身转道香港回到祖国北京,被中科院安排到青岛海洋生物研究室,即现在的中科院海洋研究所工作。当时,现代有孔虫研究在发达国家已有一个半世纪的历史,在我国却尚属空白。正值第一个科学发展规划中提出这项研究任务,郑守仪随即投身其中。

“那时候国内连本可以参考的书都没有,工作条件相当艰苦。海外的家人把我当做全家的代表,举全家之力帮助我。国内没有研究有孔虫方面的书籍,他们就从国外订购了研究专刊寄给我。我在研究中,要描绘显微镜下的有孔虫形态,弟弟就为我邮寄绘图用的专业纸张。最早的照相机、录音机、电脑等研究设备,哪怕电池,都是家人为我提供的,能帮上忙他们很高兴。”郑守仪回忆着早期的研究工作,一字一顿地描述着当时的情形,脸上洋溢着家族的使命感与自豪感,也正是家人的支持不断地激励着她努力、再努力。

“既然我们的研究是空白,我就从最基本的实践做起。”有孔虫研究属于基础性研究,相关工作比较烦琐:泥样烘干、称重、冲洗,标本浮选,接着进行分类鉴定、形态描述、绘制形态图等,再对采自不同海域及其部分岛礁上的不同种类的标本一一计数。工作量之大可以想象。由于当时科学技术手段落后,这些工作都是郑守仪自己亲手完成的。“到目前,我画过不下10000幅有孔虫形态图,不仅画了它们的外部形态,还绘制了内部切面形态。用铅笔的深浅明暗显示标本的立体感。”郑守仪说着,随手拿起一支绘图铅笔娴熟地比画起来。

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郑守仪

为了尽早填补祖国科研方面的这个空白,赶上世界有孔虫的研究步伐,郑守仪一刻不停地与时间赛跑。她每天早出晚归,星期日与节假日也几乎都在实验室里度过。1988年秋天,郑守仪不慎被重物砸断脚背骨,打上了石膏绷带,只能在家中休养。当她刚能拄拐挪步,就让老伴把南海北部的有孔虫定量样品和显微镜等整套用具带回家,利用两个多月养伤的机会,完成了平日难得抽出完整时间进行的大量计数工作——90多个监测站,平均每个监测站50多种有孔虫和500多个标本。她争分夺秒地工作着,希望尽快给国家建立一套比较完整且准确的现代有孔虫资料。

迄今,郑守仪已详尽鉴定和描述了我国海区的1500余种有孔虫,约占世界已知现生种类的1/4。她的研究不断有新发现,累计发现了1个新科、1个新亚科、25个新属、290个新种。许多新属、新种已被国际有孔虫研究权威录入《有孔虫属及其分类》等经典著作。她建立的有孔虫新属Septotextularia,纠正了前人近百年来的误识。

揭开美丽面纱:

从没看到这么小的东西这么美

郑守仪坚持要记者亲身去透过显微镜感受有孔虫,因为“这样才能有一个初步的概念”。

看到显微镜下那放大的生物时,记者惊呆了,那真是一种无法言喻的美。它生活、灵动,透着生命的气息,就那么直接地扑面而来,它不同于艺术家笔下、镜头中的艺术珍品,却能给人以更大的震撼,为其中的这一份鲜活,为着它这么“小”的躯体竟然承载着这么“大”的美丽;当下里只能折服于大自然的造物神奇。

“第一次低头透过显微镜接触有孔虫的时候我就惊叹:从来没有看到这么小的东西这么美。宏观世界的美大众可以看到,然而微观世界的美大众却看不到。”从开始接触有孔虫研究,郑守仪便思索:“尽管后来我们对有孔虫的研究已经有了成绩,也出了书,但是研究有孔虫的书有几个人能读懂呢?有孔虫的美又有几个人能了解呢?”

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有孔虫

在大量画图、磨片解剖观察有孔虫内部形态结构的过程中,郑守仪的脑海中渐渐浮现了一个新的想法:要把它们放大,让广大群众都能欣赏到大自然的美。

这个想法一直都在郑守仪的头脑中酝酿,七八年前,她开始尝试用滑石来雕刻有孔虫的放大模型。但滑石材料如果刻坏了就不易修补,在朋友介绍下,郑守仪开始尝试陶瓷泥、石膏等材料,并最终确定用石膏雕刻。

经费不足给雕刻工作的进行带来了困难,就在这个时候,一个转折点出现了。郑守仪说:“青岛市政府一次性拨给我们科研经费100万元。在此基础上,终于可以正规研究这些模型、雕塑。青岛成为了第一个拥有大量有孔虫模型的城市。”

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郑守仪院士与山东省文化和旅游厅一级巡视员周晓波共同为展览揭幕

为了使有孔虫这类微小原生动物成为人们看得见摸得着的宏观教具、科普展品和旅游工艺品,郑守仪亲手雕刻了200多个种类的有孔虫放大模型。这些模型,有的像贝壳、有的像蜂窝、有的像玉石、有的像陶瓷,还有的像各种动物……来到郑守仪的实验室,你会发现这些模型实在太漂亮、太神奇了,大自然赋予微观世界千姿百态的美,丝毫不比宏观世界逊色!她制作的有孔虫模具和放大模型已获得4项国家实用新型专利和40项外观设计专利。

科学与艺术的结合:

世界没有的,我们中国有

之一:有孔虫雕塑园使梦想成真

摸着模型圆润的弧形表面,欣赏着天然雕琢的纹理、光泽,郑守仪像母亲看着自己出色的儿女:“你看它们多漂亮,要是有建筑家照着它的模样盖房子、食品商做出有孔虫样子的饼干和巧克力多好,我已经提出建设有孔虫雕塑园的建议了。”

2006年8月,中科院海洋研究所和广东中山市三乡镇政府一起为共建的“中山市三乡镇海洋原生动物有孔虫雕塑园”开工,如今,显微镜下的精美绝伦已然放大制成大型雕塑,有孔虫雕塑园即将落成。有孔虫的大型雕塑已成为科学与艺术相结合的体现海洋文化的人文景观。

这是中国的首座有孔虫雕塑园,更是世界上第一座!郑守仪自豪地说:“世界没有的,我们中国有!”

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有孔虫雕塑园

雕塑园中的每一座雕塑,都由郑守仪亲自去石雕场指导制作并进行质量验收。

坐落于雕塑园的100余座有孔虫雕塑,基本囊括了有孔虫家族从三叠纪到第四纪的代表,其中一座雕塑的标本来自南极中山站,是科学家在南极考察时采集到的,另有80多种分布于我国渤海、黄海、东海和南海海域。

在有孔虫雕塑园的建设过程中,在珠三角的陆地底下,同样发现了有孔虫标本。就在有孔虫雕塑园坐落的中山三乡镇的建筑工地钻井土样中,也发现了属于第四纪全新世的有孔虫。地质学家认为这些有孔虫距今至少有5000多年的历史。终于,三乡镇海洋原生动物有孔虫雕塑园拥有了“自产”的有孔虫模型雕塑。

之二:“植入”服装的有孔虫

2006中国青岛国际时装周的展会上,人们看到这样一组特色鲜明的服装——那是一批植入海洋元素的时装。

展会上,各色各样印有有孔虫图案的服装让人爱不释手。沙滩装、休闲装、衬衣、文化衫,各种有孔虫造型在这些服装上“安家落户”,款款吸引人们眼球。

郑守仪指着书柜橱窗中摆放整齐的“有孔虫”时装告诉记者:“不前进、不创新就等于落后。服装图案的设计体现了我们自己的知识产权。把有孔虫图案植入服装,是为了海洋科普;同时,我希望有更多的人能感知到它的美丽。”

在郑守仪的建议下,青岛市服装研究所的设计人员正在设计开发更多有孔虫图案的面料、时装及丝巾、领带等服饰产品。

在国际会议上,有孔虫服装频频“上镜”,并得到嘉宾的一致好评。

之三:谁用我的图案我都高兴

为了将自己倾注毕生精力研究的“美丽的小巨人”从深海带到现实生活,让更多的人欣赏、享受到它的美感,2006年5月28日,中科院海洋研究所与青岛市服装有限公司合作,共建了全球第一个公益性的海洋原生动物有孔虫科普基地。在其酒店里展示着郑守仪亲手制作的按比例放大、惟妙惟肖的有孔虫模型,使得有孔虫的应用走向看得见摸得着的科研教具、科普展品、旅游纪念品和大型有孔虫雕塑等。

郑守仪说:“我有两个希望:一是希望不了解有孔虫的人看到它的美,心情舒畅;二是希望通过这种美熏陶大众,刺激大众的艺术创作力,因为,美可以激发一个人的创意。”

“谁能用我的有孔虫图案,我就很高兴。”郑守仪介绍:“现在有家酒店依据有孔虫形态制作了菜式,还有的以有孔虫图案来设计和装饰自己的商务场所。我很高兴他们能因为有孔虫触发想象力,并把它们运用到实际工作中。”

有的中学生在科普活动中接触到了郑守仪和她的有孔虫,便发挥想象力与创造力,设计了“有孔虫”作品,比如有着美丽的有孔虫外观的果皮箱、台灯、花瓶、床、沙发等生活用品,形态美观新颖。

有孔虫模型家族最近又新增了文化产品开发设计系列。郑守仪的家乡中山市设计开发了华丽温馨的“有孔虫海洋灯饰系列”,如落地灯、壁灯、吊灯、台灯、小夜灯等;还有“有孔虫海洋首饰系列”,如项链、戒指、耳环等,各种设计美丽绝伦。

我们还可以看到以有孔虫或有孔虫模型制作成的纪念品,有难得一见的有孔虫实体标本片,有孔虫模型像框、独特的有孔虫模型书签、有孔虫模型钥匙圈等。郑守仪说,自己愿意做更多的工作,激发人们对有孔虫研究的兴趣。她甚至想,有朝一日,“有孔虫”制品能做成独具青岛特色、中国特色的旅游纪念品,挂在游客的脖子上。因为,这是世界没有的,只有中国有。

美国国家科学基金会海洋地学部主任哈克博士来访时,在郑守仪的实验室里看到有孔虫放大模型,不由连声称赞。他认为:微小的有孔虫放大几十倍至几百倍,制作成看得见摸得着的模型,不仅可作为教具和科普展示物,促进有孔虫教育事业,也将是对世界有孔虫研究和应用的真正贡献。2003年,郑守仪荣获有孔虫研究领域的国际最高奖——美国库什曼有孔虫研究杰出人才奖,郑守仪与她美丽的“小巨人”们再次得到国际社会的肯定。

参考资料

[1] 科学时报,最是那一低头的邂逅——郑守仪院士和她美丽的“小巨人”

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