來自英國自然歷史博物館,云南大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為"ChelicerateneuralgroundpatterninaCambriangreatappendagearthropod"的文章,在中國西南地區(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(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,以及英國自然歷史博物館的GregoryD.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(fā)現(xiàn)者,現(xiàn)任云南大學(xué)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(nèi)(5.3億年前)發(fā)現(xiàn)了聞名于世的澄江動物化石群.該動物化石群的發(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)家把該化石群評價為"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(jié)肢動物,如昆蟲,甲殼類動物和千足蟲產(chǎn)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(jié)肢滅絕動物--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NicholasStrausfeld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(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)對這一化石進(jìn)行了分析,其中充分利用了化石形成過程中神經(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),研究人員采用了計算機(jī)斷層掃描(computedtomography,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掃描無法明確的顯示神經(jīng)系統(tǒng)的輪廓,"Strausfeld說,"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."

    之后,研究人員又通過先進(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)),然后我們再倒推回來".

    "現(xiàn)在白色結(jié)構(gòu)顯示為黑色,"Strausfeld說,"從而這個美麗的中樞神經(jīng)系統(tǒng)以令人吃驚的細(xì)節(jié)顯示了出來."