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云南大學最新Nature文章
來源:生物通
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作者:admin
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發布時間: 2013-10-18
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來自英國自然歷史博物館，云南大學等處的研究人員發表了題為“Chelicerate neural ground pattern in a Cambrian great appendage arthropod”的文章，在中國西南地區昆明附近著名的澄江區域，發現了一種3厘米長的動物（一英寸多一點）化石，這種動物具有已知最早的完整的神經系統。這一研究成果公布在10月17日Nature雜志上。
來自英國自然歷史博物館，云南大學等處的研究人員發表了題為“Chelicerate neural ground pattern in a Cambrian great appendage arthropod”的文章，在中國西南地區昆明附近著名的澄江區域，發現了一種3厘米長的動物（一英寸多一點）化石，這種動物具有已知最早的完整的神經系統。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的侯先光教授，以及英國自然歷史博物館的Gregory D. Edgecombe教授，其中侯先光教授主要從事澄江動物群的研究，是澄江生物群化石的發現者，現任云南大學教授，云南省古生物研究重點實驗室主任。
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（5.3億年前）發現了聞名于世的澄江動物化石群。該動物化石群的發現被世界科學界稱為“二十世紀最驚人的發現之一”，世界科學家把該化石群評價為“永遠是科學的大廈”，為早期生命科學研究開辟了一個重要的創新性研究領域。
這種動物存活于5.20億年前的海洋中，是稱為megacheirans（希臘文為巨大附肢）的海洋節肢滅絕動物Alalcomenaeus。“我們現在知道，megacheirans與今天的馬蹄蟹和蝎子具有非常相似的中樞神經系統”，文章作者Nicholas Strausfeld表示，“這意味著蜘蛛和它們的‘親屬’的祖先，與下寒武紀甲殼類動物的祖先比鄰生活。
Alalcomenaeus是一種頭甲背視形狀成近似等邊梯形的動物，具有一對類似于L.iilecebrosa的莖狀眼，頭部具有一對三分叉的大附肢，具有11個軀干體節，尾節扁平寬大。
為了觀察到神經結構，研究人員采用了計算機斷層掃描（computed tomography ，CT）技術，這是一種能重構樣品中三維特征的技術。但是“CT掃描無法明確的顯示神經系統的輪廓，”Strausfeld說，“而激光掃描技術卻能繪制出雖然不完美，但是比較精確的神經系統中鐵沉積的化學元素分布。”生物通 www.ebiotrade.com
之后，研究人員又通過先進的成像掃描技術，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據，”Strausfeld解釋道，“在兩個重疊的情況下，品紅色和綠色彼此相加，揭示出了神經系統（白色結構），然后我們再倒推回來”。
“現在白色結構顯示為黑色，”Strausfeld說，“從而這個美麗的中樞神經系統以令人吃驚的細節顯示了出來。”
文章的通訊作者分別是云南大學的侯先光教授，以及英國自然歷史博物館的Gregory D. Edgecombe教授，其中侯先光教授主要從事澄江動物群的研究，是澄江生物群化石的發現者，現任云南大學教授，云南省古生物研究重點實驗室主任。
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（5.3億年前）發現了聞名于世的澄江動物化石群。該動物化石群的發現被世界科學界稱為“二十世紀最驚人的發現之一”，世界科學家把該化石群評價為“永遠是科學的大廈”，為早期生命科學研究開辟了一個重要的創新性研究領域。
頭部神經系統
最新發現的這一動物化石也屬于澄江動物化石群，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肢動物，如昆蟲，甲殼類動物和千足蟲產生了分支。這種動物存活于5.20億年前的海洋中，是稱為megacheirans（希臘文為巨大附肢）的海洋節肢滅絕動物Alalcomenaeus。“我們現在知道，megacheirans與今天的馬蹄蟹和蝎子具有非常相似的中樞神經系統”，文章作者Nicholas Strausfeld表示，“這意味著蜘蛛和它們的‘親屬’的祖先，與下寒武紀甲殼類動物的祖先比鄰生活。
Alalcomenaeus是一種頭甲背視形狀成近似等邊梯形的動物，具有一對類似于L.iilecebrosa的莖狀眼，頭部具有一對三分叉的大附肢，具有11個軀干體節，尾節扁平寬大。
技術手段
這一研究組采用了不同的成像技術對這一化石進行了分析，其中充分利用了化石形成過程中神經系統里的鐵元素選擇性積累的原理。為了觀察到神經結構，研究人員采用了計算機斷層掃描（computed tomography ，CT）技術，這是一種能重構樣品中三維特征的技術。但是“CT掃描無法明確的顯示神經系統的輪廓，”Strausfeld說，“而激光掃描技術卻能繪制出雖然不完美，但是比較精確的神經系統中鐵沉積的化學元素分布。”生物通 www.ebiotrade.com
之后，研究人員又通過先進的成像掃描技術，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據，”Strausfeld解釋道，“在兩個重疊的情況下，品紅色和綠色彼此相加，揭示出了神經系統（白色結構），然后我們再倒推回來”。
“現在白色結構顯示為黑色，”Strausfeld說，“從而這個美麗的中樞神經系統以令人吃驚的細節顯示了出來。”