万物复苏,陌上花开,科研脚步不停歇,创新突破马蹄疾。

科研工作者的故事里,有人争分夺秒火力全开,也有人勇于坚守不停歇。近日,本报科技周刊记者走进“与时间赛跑”的江苏部分国家重点实验室,见证科研工作者共同努力面对挑战,沉心静气,厚积薄发。

张爱铖:

探索“月球之花”背后的秘密

科研人员的探索并没有按下“暂停”键。南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室张爱铖教授给记者展示了一张陨石的电子显微镜照片,是好几个单瓣花朵形状的矿物。“我称它为‘月球之花’,我们正在探索这朵花背后的月球演化秘密。”

在实验室中使用精密仪器,研究陨石等地外天体的样品,可以反推地球乃至太阳系的早期过程。张爱铖和学生去年发表的一项成果,是在月球样品中首次发现钙硬玉(Tissintite)。钙硬玉属于一种高压矿物,往往产生于剧烈的天体撞击,伴随极高的温度和压力,2015年首次发现于火星陨石中。

除了钙硬玉,张爱铖还在月球样品中发现了刚玉。“所谓刚玉,是成分为氧化铝的矿物,我们熟悉的红宝石、蓝宝石等珠宝都是刚玉。这种在地球上较为常见的氧化铝矿物在地球之外其实很少见。” 张爱铖表示,最近他在指导一位研究生的毕业论文,他们发现了一颗灶神星陨石中也存在刚玉,但成因不同。这意味着天体早期演化比我们想象的复杂很多,可能存在铝元素的异常富集,需要我们进一步去探索。

“我一直在思考钙硬玉为什么会大量存在于月球样品中,它们具体携带了什么样的科学信息。”在张爱铖看来,科学创新应该是对原有观点的修正甚至颠覆。“探索性研究有点像是盲人摸象,有时候摸着柱子一样的象腿,或者是墙一样的肚子,但只有全方位地去研究,才能够接近事实的真相。”

张爱铖告诉记者,后期他和实验室的研究生们一起深入研究这些观察事实,并与数字模拟、冲击实验方法相结合,去探索月球表面土壤变成岩石的过程和历史。“这个过程需要什么样的撞击和压力,可能与钙硬玉的形成条件相仿,明确这个过程,对于未来我们深空探测和月球基地建设会很有帮助。”

刘 静:

“火力全开”,没有节假日

“宁让人等样品,不让样品等人。”中科院南京地质古生物所现代古生物学和地层学国家重点实验室实验技术中心副主任刘静的日程上,没有假期和周末。

疫情期间,微体化石预处理实验室接到了近六百块样品的处理任务,涵盖研究所、大学和科研生产单位。“比如这次渤海石油研究院就有孢粉、有孔虫、放射虫和介形等200多块微体化石样品需要分析处理。”刘静告诉记者,实验室的技术支撑人员们需要采用不同的化学处理方法,把各门类微体化石从科学家们采集的围岩中处理出来,用于科学研究。

记者在重点实验室看到,电镜、标本修理与磨片、无机元素分析、非传统环境同位素和宏体化石照相等平台设备“火力全开”,复工期间为所内外科研工作者提供服务。

实验室电脑上的化石数字复原平台正在重建古生物化石生命形象。通过这个平台,一方面将保存条件不够好的化石标本个体复原或是将古生物的生态场景复原;另一方面把那些复杂、枯燥、大众无法直接领会的学术研究成果,尽量直观、完整地呈现出来。

微体化石处理虽是日复一日的重复劳作,但需要关注细节,否则这些肉眼不可见的“小家伙们”可能就会不小心被水冲丢了。三月底,分析任务已逐步完成,工作效率一如既往。

“疫情确实带来一些不便,但不能让科研工作者的复工有堵点。”刘静介绍,疫情期间,除了完成本所五百多个样品测试任务,实验室的稳定碳氧同位素平台还为中国地质大学(北京)等四家所外研究机构提供检测。高精度的数据获得需要严格把控测试中的每一环节,并且维护好仪器的最佳工作状态。“这么紧张的时候还能如此及时地收到数据,非常感谢你们!”有北京的科研单位表示。“实验技术支撑人员贡献虽不可见,但我们更要保质保量,做好科学家的有力帮手。”刘静说。

刘 喜:

春耕时节,育种科研更繁忙

从去年11月17日到海南南繁开展科研工作开始,作物遗传与种质创新国家重点实验室成员、南京农业大学副研究员刘喜在岛上一直坚守到了现在。

像农民一样,刘喜脸被晒得黑黑的,为了加快育种进度,他像候鸟一样,冬天在海南,夏天在南京培育水稻。“南繁基地工作是我们水稻遗传育种工作的必要一环,每年的十一月底在当地收获后,都要到海南岛种植收获的材料。主要是加快材料的育种进程,缩短育种年限。”刘喜说,在南繁基地,要把南繁水稻材料分批次播种,再分批次插秧。“这个阶段的工作从年前一直持续到年后,中间就一直没有回去,过年也是在南繁基地上过的。”

南繁基地里的60亩水稻试验田,对于刘喜所在的水稻育种团队而言就是“宝藏”。这里的水稻材料太多了,有三四千份不同种类的育种材料,一份材料种40株秧苗,每天要在田间观察、拍照、记录。刘喜记得每一株水稻的名字编号和模样,每株水稻他每月至少巡视4遍。“南繁基地工作主要的内容包括育种材料和遗传材料的加代、繁殖。”他说,别小看这60亩水稻试验田,能保证团队二十多位老师和一百多位研究生的研究工作正常持续进行,“特别是很多研究生需要靠这一年的材料来完成自己的研究课题,撰写论文才能毕业。科研成果可能要一步步地突破,但是团队发表论文和育成水稻品种,都离不开南繁基地的工作。”

疫情最紧张的时候,也是团队最辛苦的时候。“除了上面提到大批量材料(预计四万份左右)的播种、插秧等工作。到了二月和三月份水稻材料开始陆续抽穗,就要进行大批量的杂交配组,到了四月份开始收种。”刘喜说,整个南繁基地的工作,就是把带来的一批种子再变成新一批种子的过程。每个阶段的工作都不太一样,譬如播种和插秧比较繁琐,要确保所有材料对号入座,不能出错,“杂交配组也是一样,亲本不能搞错,每天中午要守着水稻花开的时候授粉。”

“我们水稻育种团队是由万建民院士领导的,去年12月份他还到海南来指导南繁工作,学校领导多年来对南繁基地工作也特别支持。”刘喜说,疫情期间,团队所有老师居家隔离时在家办公,指导学生科研工作、论文写作,定期召开线上讨论会。“其实很多老师和学生原本过年后会到南繁基地工作,但因疫情影响,很长一段时间工作人员严重不足,主要靠留守的三个人来完成工作。科研工作环环相扣,南繁基地工作作为其中一部分,关系到整个团队的工作进展。特殊时期,我也深感责任重大。”

记者 杨频萍 王拓 张宣