云南大學(xué)最新Nature文章
來(lái)源:生物通
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作者:admin
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發(fā)布時(shí)間: 2013-10-18
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來(lái)自英國(guó)自然歷史博物館，云南大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“Chelicerate neural ground pattern in a Cambrian great appendage arthropod”的文章，在中國(guó)西南地區(qū)昆明附近著名的澄江區(qū)域，發(fā)現(xiàn)了一種3厘米長(zhǎng)的動(dòng)物（一英寸多一點(diǎn)）化石，這種動(dòng)物具有已知最早的完整的神經(jīng)系統(tǒng)。這一研究成果公布在10月17日Nature雜志上。
來(lái)自英國(guó)自然歷史博物館，云南大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“Chelicerate neural ground pattern in a Cambrian great appendage arthropod”的文章，在中國(guó)西南地區(qū)昆明附近著名的澄江區(qū)域，發(fā)現(xiàn)了一種3厘米長(zhǎng)的動(dòng)物（一英寸多一點(diǎn)）化石，這種動(dòng)物具有已知最早的完整的神經(jīng)系統(tǒng)。這一研究成果公布在10月17日Nature雜志上。
文章的通訊作者分別是云南大學(xué)的侯先光教授，以及英國(guó)自然歷史博物館的Gregory D. Edgecombe教授，其中侯先光教授主要從事澄江動(dòng)物群的研究，是澄江生物群化石的發(fā)現(xiàn)者，現(xiàn)任云南大學(xué)教授，云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。
早在1984年，侯先光教授等人就在云南省澄江縣帽天山早寒武世地層內(nèi)（5.3億年前）發(fā)現(xiàn)了聞名于世的澄江動(dòng)物化石群。該動(dòng)物化石群的發(fā)現(xiàn)被世界科學(xué)界稱為“二十世紀(jì)最驚人的發(fā)現(xiàn)之一”，世界科學(xué)家把該化石群評(píng)價(jià)為“永遠(yuǎn)是科學(xué)的大廈”，為早期生命科學(xué)研究開辟了一個(gè)重要的創(chuàng)新性研究領(lǐng)域。
這種動(dòng)物存活于5.20億年前的海洋中，是稱為megacheirans（希臘文為巨大附肢）的海洋節(jié)肢滅絕動(dòng)物Alalcomenaeus。“我們現(xiàn)在知道，megacheirans與今天的馬蹄蟹和蝎子具有非常相似的中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，文章作者Nicholas Strausfeld表示，“這意味著蜘蛛和它們的‘親屬’的祖先，與下寒武紀(jì)甲殼類動(dòng)物的祖先比鄰生活。
Alalcomenaeus是一種頭甲背視形狀成近似等邊梯形的動(dòng)物，具有一對(duì)類似于L.iilecebrosa的莖狀眼，頭部具有一對(duì)三分叉的大附肢，具有11個(gè)軀干體節(jié)，尾節(jié)扁平寬大。
為了觀察到神經(jīng)結(jié)構(gòu)，研究人員采用了計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography ，CT）技術(shù)，這是一種能重構(gòu)樣品中三維特征的技術(shù)。但是“CT掃描無(wú)法明確的顯示神經(jīng)系統(tǒng)的輪廓，”Strausfeld說(shuō)，“而激光掃描技術(shù)卻能繪制出雖然不完美，但是比較精確的神經(jīng)系統(tǒng)中鐵沉積的化學(xué)元素分布。”生物通 www.ebiotrade.com
之后，研究人員又通過(guò)先進(jìn)的成像掃描技術(shù)，首次利用CT掃描的綠色覆蓋鐵沉積掃描的品紅色，再減去兩者顏色。
“我們剔除了兩者掃描中都不存在的圖像數(shù)據(jù)，”Strausfeld解釋道，“在兩個(gè)重疊的情況下，品紅色和綠色彼此相加，揭示出了神經(jīng)系統(tǒng)（白色結(jié)構(gòu)），然后我們?cè)俚雇苹貋?lái)”。
“現(xiàn)在白色結(jié)構(gòu)顯示為黑色，”Strausfeld說(shuō)，“從而這個(gè)美麗的中樞神經(jīng)系統(tǒng)以令人吃驚的細(xì)節(jié)顯示了出來(lái)。”
文章的通訊作者分別是云南大學(xué)的侯先光教授，以及英國(guó)自然歷史博物館的Gregory D. Edgecombe教授，其中侯先光教授主要從事澄江動(dòng)物群的研究，是澄江生物群化石的發(fā)現(xiàn)者，現(xiàn)任云南大學(xué)教授，云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。
早在1984年，侯先光教授等人就在云南省澄江縣帽天山早寒武世地層內(nèi)（5.3億年前）發(fā)現(xiàn)了聞名于世的澄江動(dòng)物化石群。該動(dòng)物化石群的發(fā)現(xiàn)被世界科學(xué)界稱為“二十世紀(jì)最驚人的發(fā)現(xiàn)之一”，世界科學(xué)家把該化石群評(píng)價(jià)為“永遠(yuǎn)是科學(xué)的大廈”，為早期生命科學(xué)研究開辟了一個(gè)重要的創(chuàng)新性研究領(lǐng)域。
頭部神經(jīng)系統(tǒng)
最新發(fā)現(xiàn)的這一動(dòng)物化石也屬于澄江動(dòng)物化石群，是螯肢亞門(chelicerates，包括蜘蛛，蝎子等）的祖先，在大約五億年前與其他節(jié)肢動(dòng)物，如昆蟲，甲殼類動(dòng)物和千足蟲產(chǎn)生了分支。這種動(dòng)物存活于5.20億年前的海洋中，是稱為megacheirans（希臘文為巨大附肢）的海洋節(jié)肢滅絕動(dòng)物Alalcomenaeus。“我們現(xiàn)在知道，megacheirans與今天的馬蹄蟹和蝎子具有非常相似的中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，文章作者Nicholas Strausfeld表示，“這意味著蜘蛛和它們的‘親屬’的祖先，與下寒武紀(jì)甲殼類動(dòng)物的祖先比鄰生活。
Alalcomenaeus是一種頭甲背視形狀成近似等邊梯形的動(dòng)物，具有一對(duì)類似于L.iilecebrosa的莖狀眼，頭部具有一對(duì)三分叉的大附肢，具有11個(gè)軀干體節(jié)，尾節(jié)扁平寬大。
技術(shù)手段
這一研究組采用了不同的成像技術(shù)對(duì)這一化石進(jìn)行了分析，其中充分利用了化石形成過(guò)程中神經(jīng)系統(tǒng)里的鐵元素選擇性積累的原理。為了觀察到神經(jīng)結(jié)構(gòu)，研究人員采用了計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography ，CT）技術(shù)，這是一種能重構(gòu)樣品中三維特征的技術(shù)。但是“CT掃描無(wú)法明確的顯示神經(jīng)系統(tǒng)的輪廓，”Strausfeld說(shuō)，“而激光掃描技術(shù)卻能繪制出雖然不完美，但是比較精確的神經(jīng)系統(tǒng)中鐵沉積的化學(xué)元素分布。”生物通 www.ebiotrade.com
之后，研究人員又通過(guò)先進(jìn)的成像掃描技術(shù)，首次利用CT掃描的綠色覆蓋鐵沉積掃描的品紅色，再減去兩者顏色。
“我們剔除了兩者掃描中都不存在的圖像數(shù)據(jù)，”Strausfeld解釋道，“在兩個(gè)重疊的情況下，品紅色和綠色彼此相加，揭示出了神經(jīng)系統(tǒng)（白色結(jié)構(gòu)），然后我們?cè)俚雇苹貋?lái)”。
“現(xiàn)在白色結(jié)構(gòu)顯示為黑色，”Strausfeld說(shuō)，“從而這個(gè)美麗的中樞神經(jīng)系統(tǒng)以令人吃驚的細(xì)節(jié)顯示了出來(lái)。”