显微CT“加持”揭秘5亿年前小“口板”

 
 
显微CT“加持”揭秘5亿年前小“口板”  
科学家打开古生物软体结构研究新窗口  

澄江生物群迷人林乔利虫幼虫标本照片及CT三维图像

6月25日，《细胞—今世生物学》在线颁发云南大学与哈佛大学配合完成，题为《寒武纪大附肢类真节肢动物中不完全发育的口板》的论文。该研究针对澄江节肢动物个别发育，打破了以往仅能对动物背甲布局的巨细，及形态变革举办研究的范围。研究人员操作显微CT技能，为将来澄江节肢动物腿肢等软体结构的发育生物学研究打开了新窗口。

“节肢动物的口板跟头部的腿肢一起，形成一个险些闭合的口器以便取食。”论文第一作者、云南大学古生物研究院云南省古生物研究重点尝试室研究员刘煜对《中国科学报》说，“我们借助显微CT及计较机三维复兴的手段，首次清晰展现了寒武纪大附肢类节肢动物——迷人林乔利虫头部生存的口板等风雅布局。这些细微布局是利用传统研究手段无法调查和研究的。”

节肢动物是显生宙以来，地球上物种多样性最高的动物门类。在漫长的地球汗青时期，大大都曾经在地球上糊口过的节肢动物物种都灭尽了，幸存的则逐渐演化为本日的螯肢动物（蜘蛛、蝎子等）、多足动物（蜈蚣、马陆等）和泛甲壳动物（虾、蟹、昆虫等）。

云南昆明四周的寒武纪澄江生物群地层中，生存了大量呈特异埋藏的化石标本，记录了节肢动物等诸多后活跃物门类，在距今5.18亿年前的寒武纪大发作时期的繁盛。1984年7月，侯先光研究员发明白澄江生物群，为研究浩瀚动物门类的早期演化、“寒武纪大发作”的进程和机制等重要科学问题提供了大量贵重素材。

一直以来，研究者对澄江化石的形态学调查，主要范围于利用光学显微镜等传统成像技能，对化石外貌所生存的二维布局的调查上，而生存在化石标本内部的动物身体布局信息，只能通过耗时且具粉碎性的钢针修理等要领举办研究。正因为如此，研究者对早期节肢动物身体很多重要的风雅布局（如口板）是否真正存在这一科学问题，只能通过度支阐明等要领举办猜测。即便猜测精确，也无法对这类风雅布局的真实形态举办展示。在高精度显微CT的辅佐下，研究人员用无损方法，对澄江节肢动物身体的风雅布局，举办任意角度的高精度复兴与调查，利用计较机三维软件对它们的身体模子举办“虚拟剖解”并疏散身世体的各部门布局举办研究。

该研究工具是迷人林乔利虫的两枚呈三维立体生存的幼虫化石，体长别离为5毫米及7毫米。研究发明，迷人林乔利虫在体长仅为5毫米的幼虫期，眼睛后长有一个明明的口板，口板外貌还长有一对小突起。通过利用计较机三维软件复兴，研究人员对一枚体长仅为7毫米的迷人林乔利虫幼虫化石的大附肢举办擦除后发明，在这一生恒久，动物口板在其头部所占的比例有所减小，说明口板布局在该物种的个别发育历程中有大概存在不完全发育的现象。

“我们将化石数据与现生节肢动物胚胎发育数据举办了比拟，发明迷人林乔利虫作为螯肢类节肢动物（如蜘蛛、蝎子等）在寒武纪的代表，已经进化出明明的、与现生节肢动物口板同源的布局。”刘煜说，“这说明现生节肢动物中普遍存在的这一口前的突起结构，早在5.18亿年前的干群螯肢动物中就已呈现。”