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盔甲魚腦虛擬為脊椎動物頜起源提供關鍵證據

科學

【盔甲魚腦虛擬為脊椎動物頜起源提供關鍵證據】一個由中英法等國科學家組成的研究小組利用最先進的同步輻射X射線斷層掃描和三維重建技術，對來自中國4億年前無頜類盔甲魚的腦內顱進行了三維虛擬重建 。這項研究為脊椎動物頜的起源提供了關鍵證據 。
18日出版的英國《自然》雜志以封面推薦文章的形式報道了這項由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員蓋志琨、朱敏和英法等國科學家合作完成的成果 。
據介紹，科學家們通過三維虛擬重建全面復原了盔甲魚的腦、神經系統、頭部血管系統、鼻垂體系統以及內耳等感覺器官 。結果顯示盔甲魚的鼻垂體系統已經分裂，成對鼻囊位于口鼻腔的兩側，并已經完全脫離垂體管 。這一結果正是分子和發育生物學長期以來所推測的在頜的起源之前所發生的最為關鍵的一次演化事件 ， 正是這一事件為頜的起源提供了先決條件 ?？茖W家為這一來自中國志留紀的盔甲魚起名為“曙魚” 。
科學家介紹說 ， 頜的起源是脊椎動物演化中的一個關鍵事件，它標志著脊椎動物由被動的濾食性生活向主動的捕食性生活方式的一個過渡 。此后有頜脊椎動物演化出包括人類在內的有頜脊椎動物的各大類群 。但關于頜的起源長期以來一直是困擾著古生物學家和發育生物學家的一個謎 。
盔甲魚類目前被認為是可能解開有頜類起源之謎的一個關鍵類群 。由于化石材料和研究方法的限制，對于盔甲魚類腦內顱的結構人們知之甚少 。該研究小組早在1998年就在浙江北部的志留紀地層中采獲大量保存完好的盔甲魚腦內顱標本 。他們借助瑞士光源中心最先進的同步輻射X射線斷層掃描技術，對新采獲的曙魚的腦內顱標本進行了無損探測掃描 。在此基礎上，研究小組利用最先進的三維重建技術，重繪了2萬多張具有復雜結構的盔甲魚腦內顱的三維切片 。前后歷時5年，終于完成了對7個盔甲魚腦內顱的三維虛擬重建與復原 。
該項目的主要設計者朱敏說：“目前的研究只是揭開了冰山的一角 。隨著對盔甲魚腦內顱的深入研究，我們將全面討論有頜類其他特征的演化，逐步揭開有頜脊椎動物的起源之謎，重建早期脊椎動物的演化框架 ?！?br />
新華網 吳晶晶