我們復原出的古生物，
既要看起來是活生生的，
又不能奇奇怪怪——
就像我們永遠不能畫出來一隻粉色的長著綠色五角星的霸王龍。
陳瑜·
科學畫師
格致校園第37期 | 2023年 北京
大家好，我是陳瑜，我今天跟大家分享的是《古生物「復活」記》。
大家可能以為我要把古生物從化石復活過來，但我的工作並非如此，而是把古生物的化石用畫筆畫成「生活」的樣子。我的日常就是為國內外的科學家以及一些博物館和研究機構繪製古生物的復原圖。
這個行業其實有200年左右的歷史。最早的古生物復原圖是一位地質學家為非常著名的英國化石蒐集者——瑪麗·安寧繪畫的一張復原圖。從現在的角度來看，圖中對古生物的了解還是比較低的，畫得比較詭異和幼稚。但是在當時，這張圖對於特別渴望了解古代生物的大眾產生了非常大的影響，引起了轟動。從此以後，古生物復原圖就和古生物研究息息相關了。
在我看來，古生物復原是一項很像科學，但實際上又很難說是科學的工作。
大家都知道，科學工作是可以反覆驗證的。就像左邊展示的漫畫，古生物學家在野外挖掘化石、修理化石，然後在實驗室當中研究這些化石。從而得出各式各樣的結論和知識，最後再通過反覆研究比較，來驗證它們是否正確。
我的工作就建立在這些科學家工作的基礎之上。但是，即使動物復原圖畫得再真實，我們也很難驗證這個動物在幾百萬或者幾億年前活著的時候是否就是這個樣子。
我們進行工作的時候，還會運用到其它方面的知識，包括古代的知識，比如古地層學、古埋葬學；還會牽扯到很多現代的知識，比如比較解剖學、哺乳動物學，甚至一些植物學。
如果說，古生物復原圖是建立在科學基礎上的一個不是很算科學的工作，那麼它的意義是什麼？
其實它最基本的意義是滿足我們對於古代生物的好奇心：我們會很好奇那些幾萬年前甚至幾億年前未曾謀面的生物長什麼樣子。而我畫的這些圖，就是把科學家「枯燥」的工作做了一個形式上的轉化。
科學家研究的是化石，他們最終得到的都是枯燥的論文，還有一些乏味的資料。讓普羅大眾了解它們是很難的，但是通過復原圖，就能夠把這些研究相對直觀地展現給大家。
形成自己獨有的繪畫風格
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我是如何成為一名古生物復原畫師的呢？這還得從我小時候說起。以前我家離天津自然博物館非常近，我對博物館牆上的大型古生物復原壁畫特別感興趣。
左邊就是其中的3張。大家可以看到，這些壁畫畫得很精美，風格很粗獷。當我作為一個小朋友看了這些畫之後，第一個反應就是「畫得真好看，我回家也要畫。」右邊幾張圖就是我在小學和初中時的一些繪畫作品，可以看到雖然風格比較幼稚，但形式還是比較多種多樣的。
在學習繪畫的過程當中，我很自然地想去臨摹一些好的繪畫作品。但是在我上學的時期，網路、圖書不像現在這麼發達和方便。當時一位澳洲的朋友寄了兩本書給我，一本叫《進化伊甸園》，另一本叫做《猛獁劍齒虎人類——揭秘歐洲哺乳動物6500萬年的演化歷史》。
我翻開這兩本書後非常震驚，因為裡面有非常漂亮的古生物復原插圖。這個畫家叫安東，他對我的影響非常大，我的繪畫風格在很大程度上模仿了安東。
另外還有兩位對我工作產生非常大影響的畫家。在上圖右側畫框裡面的兩張是澳洲一位叫彼得的畫家的作品。他善用細膩的筆法來畫近現代滅絕的動物，比如短鼻袋鼠和渡渡鳥。畫鯨豚的也是我非常喜歡的一位畫家——馬丁·卡姆，他非常善於用細膩的紋理來表現很難畫出的體積感。
從高中到大學，我一直沒有放下繪畫，期間我慢慢地把這三位畫家的風格進行融合，最後形成了我自己的繪畫風格。下面我就給大家展示一下我平時工作的一些成品。
比如上面這是在遼西發現的典型的早期小型魚類——戴氏狼鰭魚，我在畫的時候很明顯地參考了馬丁·卡姆的繪畫風格。
這是有史以來最大的硬骨魚——疑難利茲鯤，它的體長甚至能夠達到16米。它的體色我參考了現代的鯨鯊和大型的鬚鯨。
上面這些是我畫的比較奇奇怪怪的古代鯨類。
以及最近這幾年給博物館繪畫復原的古代鳥類。上面的朝陽會鳥是中生代白堊紀時期的一種鳥，它的翅膀上有爪子，嘴裡還有牙齒。還有山旺山東鳥，是在山東發現的比較早期的類似鵪鶉的鳥類。
怎麼進行古生物復原？
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大家看了這些畫作之後，是不是會好奇我是怎麼復原出這些奇怪動物的？其實我首先需要閱讀大量的論文或者書籍，在心裡對需要畫的動物有大概的了解，然後根據化石資料給它們進行基本的復原。
在大多數情況下，化石被發現的時候都是非常破碎的，將近95%的生物化石都是很零碎的幾塊骨頭，甚至只有幾顆牙，像大家在博物館裡面看到的那種完整的骨架實際上非常少。所以在復原骨架的時候，我們要參考它近親的動物或者和它體型相近的動物，把缺失的骨骼部分補上，同時再覆蓋上肌肉。
覆蓋肌肉有兩種情況，一種是專家給予比較專業的指導，另外一種是參考體型形態近似的動物。最後再添上一張比較可信的外皮，包括皮膚的紋理、結構等等。
給大家作為例子的是我2022年給雲南的恐龍——科氏玉溪龍做的復原，它是一種早期的披甲恐龍。我在完成這張復原圖的時候，還學到了一個非常好玩的植物學知識。起初，我根據雲南當地保存的植物畫上了一種蕨類——水龍骨。但一位研究蕨類植物的老師告訴我，水龍骨出現的年代非常晚，恐龍出現的時候還沒有這種植物。所以我就從畫面裡把水龍骨刪除了。
下面我來給大家展示一些我畫的其他恐龍。根據一些特別細緻的恐龍研究，包括對羽毛痕跡的顯微結構和色素細胞的研究，我們至少知道了少數恐龍身上真實的顏色，比如上圖展示的小盜龍和近鳥龍。
甚至進一步，我們通過對原始中華鳥龍的化石研究，可以確定它像現在的小貓熊一樣，尾巴有這種紅白相間的條紋，眼睛有這種黑色的「眼罩」。
但除了這些，我們很難知道大部分恐龍的顏色。所以我們會通過合理的想象，綜合一些生物學知識或者參考一些現代爬行動物，給它賦予一些比較可信的體色紋理。
像巨型山東龍是一種非常巨型的鴨嘴龍，但是它沒有利齒和利爪，缺乏抵抗天敵的能力。所以我們復原出比較中性的體色，帶有少量的花紋，這樣它就可以隱藏在各種環境裡。
但是對於身上有一些防禦武器的恐龍，像甲龍、劍龍、角龍等等，我們就會給它復原出比較鮮豔的或者是帶有警告色的體色紋理。
至於肉食恐龍，我們發揮的餘地就更大一點，因為肉食動物要隱藏自己來埋伏植食恐龍，所以可以在保障它看起來可信的前提上給它們添加各種各樣的紋理。
後面這兩種劍龍，一種我採納了比較保守的體色，就是綠色加上少量的淺色斑點，方便它隱藏在森林或者蕨類植物環境裡。另外一種我給它復原了比較明顯的警戒色，體色比較鮮豔，有比較明顯的紅黃黑的組合。在現代的爬行動物當中，很多蛇類或者蜥蜴都有這種體色，就是警告天敵「我有毒，不要來碰我」。但是有很多沒有毒的動物也會模仿這種體色。
大型恐龍由於體型很大，缺乏足夠的天敵，所以在復原的時候我們一般會給予它們比較單調的體色。
最難的是創造「最熟悉的陌生人」
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給大家看了不同的復原體色後，大家可能會好奇，怎麼讓這種體色看起來比較可靠呢？這就涉及到我工作的下一步，也是對於我來說非常困難的一步，我管它叫做創造「最熟悉的陌生人」。
什麼意思呢？在復原圖當中，我要畫出這個動物，讓它看起來和現在的動物有相似的地方，並且大家能夠感覺到這個動物以前是活生生的。但是我又不能復原出奇奇怪怪的顏色，就像我經常和朋友說的，你永遠不能畫出來一隻粉色的長著綠色五角星的霸王龍——它壓根不可能出現。
在上圖中，我給大家展示我們如何利用現代動物作為參考來複原古代動物。比如現代密林環境中的野豬和獏，它們幼年時候身上淺色的斑點和條紋有助於它們在斑駁的森林環境裡隱藏自己，減少被天敵發現的幾率。但是當它們成年之後，有了足夠的自保能力，就不需要這些條紋了。
所以我在復原一種古代的爪獸時也採納了這種紋理：幼年個體身上有淺色的斑點和紋理，而成年後體色變得比較單調。
古代哺乳動物復原相對比較容易一點，因為我們現代的很多動物和它們是「親戚」。比如古代的熊可以參考現在的棕熊、黑熊。還有古代的雷獸、巨型犀牛、駱駝還有大象等，我們都可以參考它們現在活著的「親戚」進行復原。
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下面再給大家講個比較好玩的事。其實同一種古生物，很多人畫出來的復原圖是不完全一樣的，甚至同一個人畫出來的復原圖都不一樣。這是因為我們的工作在很大程度上受到科學家觀點的影響。
比如針對同一件化石，科學家A和科學家B研究出來的觀點完全不一樣，那我們在工作當中就需要遵循其中一位的觀點。像左邊這種巨大的像犀牛一樣的動物叫做錘鼻雷獸，它高挑的結構——其實就是下面畫出的白色部分，實際上是它高聳起來的鼻骨。
美國學者奧斯本認為，它的鼻骨雖然翹起來比較高，但是它的鼻孔位置還是比較低（右）。而俄羅斯和我國學者的觀點認為，它的鼻孔像潛水員呼吸的管一樣，鼻孔是開在鼻子最上端的（左）。所以我在工作當中根據不同的需要畫出了這兩張復原圖。
右邊的動物叫三角中華遠古鹿。最開始科學家發現的化石是側向的，就是它的頭骨是橫著壓扁的。它的眼眶上面有一對小角，頭骨的枕體是像古代婦女的髮髻一樣圓的、翹起來的結構（上）。
但是後來根據很多新的化石，包括一些博物館中展覽的化石，我們發現它角的實際情況跟科學家最早描述的情況完全不一樣。首先它眼眶上的角前緣有很多串珠狀——就像珍珠項鍊一樣的突起。而枕骨上的角並不是一個單純的扁平狀的角，而是在頭骨後面的像T字形的角（下）。所以這一點也證明我們的復原圖實際上是跟著科學研究的進步發展在持續不斷變化的。
有時候，我也能說服科學家
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在我近幾年工作當中，還遇到一個非常有趣的案例——大貓熊演化的復原。
大家都知道，現在的大貓熊是吃竹子的，體色黑白，紋理非常分明。有研究大貓熊的老師想委託我畫一套完整的大貓熊復原圖。他給了我左邊這樣4個不同演化階段的大貓熊示意圖，告訴我說：「你照著這個圖把它細緻地畫出來就可以了」。
但是，我看完之後感覺不太對，因為大貓熊的皮毛紋理顏色是非常特殊的，我們沒有理由相信，如此特殊的紋理在它的祖先身上就是這樣的。它的紋理肯定是從一種比較普通的體色逐漸變成這種形式。當時我和這位老師為此產生了很大的爭議，甚至到了半夜一點多的時候，我們還在打電話討論這個問題。
當時老師提出來一個非常有趣的觀點：古代的大貓熊有很多生活在熱帶地區，熱帶地區氣溫很高，它們體色應該很白，這樣就不會吸熱，大貓熊就會涼快。但是我認為這個觀點不對，大家看圖上右側現存的熊類，我們整理了所有現存熊類的體色。按照老師的觀點，我們在熱帶地區發現的馬來熊、懶熊、黑熊應該是白色的，但是它們反而是黑色的；相反，生活在北極地區，應該用黑色吸熱保暖的北極熊反而是白色的。
我還整理了一些其他的動物，結果發現，在現代各種類的動物類群當中，都有接近大貓熊體色的動物個體，包括「黑眼圈」、淺色的軀幹和深色的四肢。在整個過程當中，我試圖尋找顏色和環境之間穩定配套的對應關係。但是很遺憾，我沒有找到。
特別有意思的是，我在整理現代棕熊的時候有了一個特別令我震驚的發現：在現代世界各地所有的棕熊亞種當中，我們都找到了非常類似大貓熊顏色的個體。大家可以看一下，從北海道一直到敘利亞、加拿大海岸都發現了這種個體，但是它們的分佈環境都不一樣，有熱帶，也有寒帶。
所以我們只能認為，大貓熊顏色紋理的變化可能和環境有關，但目前我們還找不到真正可以解釋的關係。如果參考一些比較合理的現代動物的紋理變化，我就只能認為古代的大貓熊體色比較接近於一些原始的熊類，比如黑熊或者小貓熊，然後再演化出了現代大貓熊的紋理。
我把我的思路跟這位老師說了後，老師說可以先看一看視覺效果。上面就是我的工作結果，大家可以看到，祿豐始貓熊是最早期原始的貓熊，我給它設計了一個相對來說比較典型的熊的體色。接著它脖子上和軀幹上出現淺色的紋理，一步步「切割」身體，最後逐漸變成現在大貓熊黑白的樣子。
這個工作在我的經歷當中是很少見的反向——我說服專家同意了我的觀點，完成復原圖。
其實對於我來說，我總感覺科學家的研究工作是比較枯燥的，但是我們通過畫筆，可以把這個枯燥的工作轉化得有趣和直觀，再呈現給大家。
國外有非常多的專業畫家，甚至有的古生物學者自己就會繪畫。當他們發現某些新的恐龍或者動物化石，在召開新聞發佈會時，非常精美的復原圖就已經擺在那些化石後面了。但在我們國內，這種情況還是比較少見的。
一方面是國內專職的從業人員還非常少，另一方面一些學者對這項工作的認可度還比較低。一個典型的觀點就是「我研究的化石只要發了論文就好，有沒有復原圖對於我來說沒有關係的。」當然，可能的確是這樣。但是對於科學傳播或者說科學普及來說，我相信復原圖能夠起到的作用還是非常大的。
我希望如果小朋友們有興趣的話，可以試著考慮畫一畫復原圖，說不定什麼時候，專家看上了就會把它用到論文上。你的畫就能登上新聞，甚至放到博物館裡面。
這就是今天我的分享，謝謝大家。
