化石分析 科学仪器带我们回到过去

     四十六亿年前，世界混元。从单细胞生物到多细胞生物，无脊椎动物到脊椎动物，从四肢爬行到独立行走。生命发展至今是自然生命开花散叶、不断进化的结果，其中化石是重要亲历者和见证者。
 
　　化石是远古生物留在地壳中的动物、植物的遗体。它在形成的过程中部分生物成分被地下矿物质取代，仅留下碳质部分，物质形态较为稳定。化石距今实际年数主要是通过测定放射性元素的衰变量进而计算。放射性元素不受外界温度和压力的影响，恒定速度衰变。在一定时间内，放射性元素蜕变的分量和生成的元素具有相应比例。可以说，化石是生命密码，历经沧海桑田、见证时光变迁、讲述生命演化。随着生物科学的发展，化石的种类愈加丰富，可分为遗迹化石、实体化石、分子化石。
 
　　近日，杂志《自然》发表一项研究，动物界最原始的群类海绵可能早在8.9亿年前就在海洋中存在。这一结果相比于迄今为止已知的海绵化石早了3.5亿年。
 
　　在本次研究中，研究人员分析了从加拿大西北部珊瑚礁中提取的岩石样本，这些珊瑚礁距今有8.9亿年历史，它的主要组成是沉积碳酸钙的细菌。样本检测中，研究人员利用高分辨显微CT技术发现了含有方解石矿物晶体和被其包围的圆筒状结构分支网络，这些结构和角质海绵中的纤维骨架非常相似。这项研究侧面印证了9000万年前，角质海绵已经生活在碳酸钙珊瑚礁的表面和内部，这些结构正是那些角质海绵的化石残骸。值得一提的是，下一步研究中可再次证明确实是海绵躯体化石，那么此次发现说明原始动物在7.2亿—6.35亿年前的多个严峻冰期中存活了下来。
 
　　仪器带给考古、生物、地质研究极大的支持。此前，多项研究中均有科学分析仪器的身影，助力科学家研究、回溯地球生命发展历程。
 
　　云南大学和哈佛大学合作团队中的研究人员曾利用高分辨显微CT技术，扫描成像了寒武纪大附肢类节肢动物迷人林乔利虫头部口板等微小结构，并将其用和计算机三维手段复原。在检测、扫描、成像化石标本内部中，发现寒武纪时期，迷人林乔利虫进化出明显的、与现生节肢动物口板同源的结构，发育生物学中节肢动物软体构造研究打开了新视角。
 
　　科学院南京地质古生物研究所的研究人员也曾利用X射线断层无损扫描成像仪等无损仪器扫描侏罗纪化石层中两枚1.6亿年前的穗花杉化石植物，分析其构成及时期环境变化，并将相关的结果发表在《国家科学评论》杂志。
 
　　不仅如此， 科学院南京地质古生物研究所的研究人员还对6.1亿年前的胚胎化石的精细器官以及内部微组织进行断层扫描和三维立体重建，构建出其中数百个标本的立体结构，研究发现，笼脊球化石是已知的古老的与动物相关的胚胎化石，是动物由单细胞向多细胞演化的关键一步。
 
　　化石是神秘的无字天书，将生命铸写成一段史诗，镌刻在身上。而科学仪器就是显化“神器”。显微CT、 X 射线三维无损成像技术、由光学显微镜、电子显微镜、扫描电镜等多个科学仪器获取化石信息获取表面微结构，成为生物学、地质学研究中快速、无损检测的重要仪器，对研究时环境研究、地质状况、生物危害状况起着关键作用。
 
　　尘封的历史被科技打开，科学仪器领着人类走进未来，又回到过去。未来，技术、研究水平的提升中，相信科学仪器不仅攻关同步辐射硬 X 射线相衬微CT等技术难点，古老化石检测受损问题也会一并解决，科学仪器将解开更多未知秘密。