
澄江生物群迷人林乔利虫幼虫标本图像及CT三维图像

澄江生物群迷人林乔利虫幼虫头部CT三维图像(左图)及纵向解剖图(右图)

现生节肢动物胚胎。左图:蜘蛛;右图:蟋蟀(扫描电镜资料来自于刘煜2009年博士毕业论文)
(神秘的地球uux.cn报导)据云南大学古生物探究院云南省古生物探究重点评测室:北京时间2020年6月25日23:00,美国《细胞》(Cell)出版集团子刊《当代生物学》(Current Biology,作用因子9.193)以报导(Report)形式在线发表了云南大学古生物探究院云南省古生物探究重点评测室刘煜探究员、侯先光探究员、双向奔赴,网友观点两极分化翟大有探究员与哈佛大学Javier Ortega-Hernández副教授共同达成的题为“寒武纪大附肢类真节肢动物中不完全发育的口板”(A reduced labrum in a Cambrian great-appendage euarthropod)的探究论文。此项探究是该探究团队在继2016年于海外权威学术期刊《美国科学院院报》(PNAS)发文报导2毫米长迷人林乔利虫幼虫后的又一专门针对澄江节肢动物个体发育的探究,革新了以往此类探究中仅能对动物个体发育过程中背甲结构的大小及形态转变开展报导的局限,运用显微CT技术为澄江节肢动物腿肢构造的发育生物学探究开启了新的窗口,并奠定了坚实的探究基础。
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。在漫长的地球历史时期,大多数曾经在地球上日常过的节肢动物物种都由于各类缘由而灭绝,幸存的若干则逐步演化为今日的螯肢动物(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)。云南昆明附近的寒武纪澄江生物群地层中保存了众多呈特异埋藏的化石标本,记录了节肢动物等诸多后生动物门类在距今5.18亿年前的寒武纪大爆发时期的繁盛。于2012年入选“全球自然遗产”的澄江生物群自1984年7月由侯先光探究员察觉以来,为探究众多动物门类的早期演化、“寒武纪大爆发”的本周国产电影观察过程和机制等重大科学难题提供了众多珍贵素材。
一直以来,探究者们对澄江化石的形态学观察首要局限于使用光学显微镜等传统成像技术对化石表面上所保存的二维结构的观察上,而保存在化石标本内部的动物身体结构信息则只能经由耗时且具破坏性的钢针修理等方法开展探究。正由于如此,探究者对早期节肢动物身体许多重大的精细结构(如:口板)是否真正存在这一科学难题,只能经由分支确认(phylogeny)等方法开展推测。即便推测精确,探究者们也无法对这类精细结构的真实形态开展展示。如今,在高精度显微CT的合作下,探究人员得以经由无损的探究方式对澄江节肢动物身体的精细结构开展任意角度的高精度复原与观察,使用计算机三维使用对它们的身体模型开展“虚拟解剖”并分离出身体的各若干结构开展透彻探究。
本次发表的论文正是借助了显微CT及计算机三维复原的手段,首次清晰揭示了寒武纪大附肢类节肢动物——迷人林乔利虫(Leanchoilia illecebrosa)头部保存的口板等精细结构(插图1)。此项探究的对象是该物种的两枚呈三维立体保存的幼虫化石,体长分别为5毫米及7毫米。探究察觉,迷人林乔利虫在体长仅为5毫米的幼虫期,眼睛后长有一个显著的口板,口板表面还长有一对小突起(插图1,左图)。经由使用开源计算机三维复原使用Drishti(https://github.com/nci/drishti/releases),探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开展擦除后察觉,在该生持久动物口板在其头部所占的官方港片经典体验比例有所减小(插图2,左图),说明口板结构在该物种的个体发育进程中有或许存在不完全发育的现象。这一细微结构是使用传统的探究手段无法观察和探究的。另外,探究人员还对动物头部开展了纵向数码切割(digital section),察觉了该口板结构下往体内延伸的狭窄的咽部通道(插图2,右图箭头所示),这与在该物种的成虫标本上观察到的状况一致。
接着,探究人员将化石资料与现生节肢动物胚胎发育资料开展了对比探究(插图3),察觉迷人林乔利虫身为螯肢类节肢动物(如:蜘蛛、蝎子等)在寒武纪时期的代表,已然进化出显著的、与现生节肢动物口板同源的结构。说明现生节肢动物中普遍存在的这一位于口前的突起构造早在5.18亿年前的干群螯肢动物中就已呈现,为古生物学界、进化生物学界透彻认识长久以来一直困扰着探究人员的节肢动物头部难题(Arthropod Head Problem)提供了直接的化石证据。
此次发表的论文中,探究人员还就射齿类动物(如:奇虾)身体结构中或许与真节肢动物口板同源的结构展开了研究。射齿类动物的大爪肢是否是真节肢动物口板的同源结构,是探究人员下一阶段要解决的科学难题,让我们拭目以待。
本探究受全国自然科学基金委员会及云南省技术厅资助。
有关报导:显微CT“加持”揭秘5亿年前小“口板”
(神秘的全面复出消息资讯地球uux.cn报导)据中国科学报:6月25日,《细胞—当代生物学》在线发表云南大学与哈佛大学共同达成,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。该探究针对澄江节肢动物个体发育,革新了以往仅能对动物背甲结构的大小,及形态转变开展探究的局限。探究人员运用显微CT技术,为前方澄江节肢动物腿肢等软体构造的发育生物学探究开启了新窗口。
“节肢动物的口板跟头部的腿肢一起,形成一个差不多闭合的口器以便取食。”论文第一作者、云南大学古生物探究院云南省古生物探究重点评测室探究员刘煜对《中国科学报》说,“我们借助显微CT及计算机三维复原的手段,首次清晰揭示了寒武纪大附肢类节肢动物——迷人林乔利虫头部保存的口板等精细结构。这些细微结构是使用传统探究手段无法观察和探究的。”
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。在漫长的地球历史时期,大多数曾经在地球上日常过的节肢动物物种都灭绝了,幸存的则逐步演化为今日的螯肢动物(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)。
云南昆明附近的寒武纪澄江生物群地层中,保存了众多呈特异埋藏的化石标本,记录了节肢动物等诸多后生动物门类,在距今5.18亿年前的寒武纪大爆发时期的繁盛。1984年7月,侯先光探究员察觉了澄江生物群,为探究众多动物门类的早期演化、“寒武纪大爆发”的过程和机制等重大科学难题提供了众多珍贵素材。
一直以来,探究者对澄江化石的形态学观察,首要局限于使用光学显微镜等传统成像技术,对化石表面所保存的二维结构的观察上,而保存在化石标本内部的动物身体结构信息,只能经由耗时且具破坏性的钢针修理等方法开展探究。正由于如此,探究者对早期节肢动物身体许多重大的精细结构(如口板)是否真正存在这一科学难题,只能经由分支确认等方法开展推测。即便推测精确,也无法对这类精细结构的真实形态开展展示。在高精度显微CT的合作下,探究人员用无损方式,对澄江节肢动物身体的精细结构,开展任意角度的高精度复原与观察,使用计算机三维使用对它们的身体模型开展“虚拟解剖”并分离出身体的各若干结构开展探究。
该探究对象是迷人林乔利虫的两枚呈三维立体保存的幼虫化石,体长分别为5毫米及7毫米。探究察觉,迷人林乔利虫在体长仅为5毫米的幼虫期,眼睛后长有一个显著的口板,口板表面还长有一对小突起。经由使用计算机三维使用复原,探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开展擦除后察觉,在这一生持久,动物口板在其头部所占的比例有所减小,说明口板结构在该物种的个体发育进程中有或许存在不完全发育的现象。
“我们将化石资料与现生节肢动物胚胎发育资料开展了对比,察觉迷人林乔利虫身为螯肢类节肢动物(如蜘蛛、蝎子等)在寒武纪的代表,已然进化出显著的、与现生节肢动物口板同源的结构。”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构造,早在5.18亿年前的干群螯肢动物中就已呈现。”
另外,探究人员还对动物头部开展了纵向数码切割,察觉该口板结构往体内延伸的狭窄咽部通道,这与在该物种成虫标本上观察到的现象一致。该探究为古生物学界、进化生物学界透彻认识长久以来困扰探究人员的节肢动物头部难题提供了直接的化石证据。
论文中,探究人员还就射齿类动物(如奇虾)身体结构中或许与真节肢动物口板同源的结构展开了研究。“射齿类动物的大爪肢是否真节肢动物口板的同源结构,是我们下一阶段要解决的科学难题。”刘煜说。
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(神秘的地球uux.cn报导)据中新网昆明6月27日电(刀志楠):采编26日从云南大学获悉,北京时间25日,美国《细胞》出版集团子刊《当代生物学》以报导形式在线发表了云南大学古生物探究院云南省古生物探究重点评测室刘煜探究员、侯先光探究员、翟大有探究员与哈佛大学Javier Ortega-Hernández副教授共同达成的题为“寒武纪大附肢类真节肢动物中不完全发育的口板”的探究论文。此项探究运用显微CT技术,为云南澄江节肢动物腿肢构造的发育生物学探究开启了新的窗口。
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。在漫长的地球历史时期,大多数曾经在地球上日常过的节肢动物物种都由于各类缘由而灭绝,幸存的若干则逐步演化为今日的螯肢动物(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)。
云南昆明附近的寒武纪澄江生物群地层中保存了众多呈特异埋藏的化石标本,记录了节肢动物等诸多后生动物门类在距今5.18亿年前的寒武纪大爆发时期的繁盛。
一直以来,探究者们对澄江化石的形态学观察首要局限于使用光学显微镜等传统成像技术对化石表面上所保存的二维结构的观察上,而保存在化石标本内部的动物身体结构信息则只能经由耗时且具破坏性的钢针修理等方法开展探究。正由于如此,探究者对早期节肢动物身体许多重大的精细结构(如口板)是否真正存在这一科学难题,只能经由分支确认等方法开展推测。即便推测精确,探究者们也无法对这类精细结构的真实形态开展展示。
如今,在高精度显微CT的合作下,探究人员得以经由无损的探究方式对澄江节肢动物身体的精细结构开展任意角度的高精度复原与观察,使用计算机三维使用对它们的身体模型开展“虚拟解剖”并分离出身体的各若干结构开展透彻探究。
本次发表的论文正是借助了显微CT及计算机三维复原的手段,首次清晰揭示了寒武纪大附肢类节肢动物——迷人林乔利虫头部保存的口板等精细结构。
此项探究的对象是该物种的两枚呈三维立体保存的幼虫化石,体长分别为5毫米及7毫米。探究察觉,迷人林乔利虫在体长仅为5毫米的幼虫期,眼睛后长有一个显著的口板,口板表面还长有一对小突起。
经由使用开源计算机三维复原使用Drishti,探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开展擦除后察觉,在该生持久动物口板在其头部所占的比例有所减小,说明口板结构在该物种的个体发育进程中有或许存在不完全发育的现象。这一细微结构是使用传统的探究手段无法观察和探究的。另外,探究人员还对动物头部开展了纵向数码切割,察觉了该口板结构下往体内延伸的狭窄的咽部通道,这与在该物种的成虫标本上观察到的状况一致。
接着,探究人员将化石资料与现生节肢动物胚胎发育资料开展了对比探究,察觉迷人林乔利虫身为螯肢类节肢动物(如:蜘蛛、蝎子等)在寒武纪时期的代表,已然进化出显著的、与现生节肢动物口板同源的结构。说明现生节肢动物中普遍存在的这一位于口前的突起构造早在5.18亿年前的干群螯肢动物中就已呈现,为古生物学界、进化生物学界透彻认识长久以来一直困扰着探究人员的节肢动物头部难题提供了直接的化石证据。
此次发表的论文中,探究人员还就射齿类动物(如奇虾)身体结构中或许与真节肢动物口板同源的结构展开了研究。射齿类动物的大爪肢是否是真节肢动物口板的同源结构,是探究人员下一阶段要解决的科学难题。
有关报导:云大科研团队运用显微CT技术揭秘5亿年前澄江节肢动物头部精细结构
(神秘的地球uux.cn报导)据云南网(陈怡希):6月25日,美国《细胞》出版集团子刊《当代生物学》以报导形式在线发表了云南大学科研团队题为“寒武纪大附肢类真节肢动物中不完全发育的口板”的探究论文。此项探究运用显微CT技术为澄江节肢动物腿肢构造的发育生物学探究开启了新的窗口。
一直以来,探究者们对澄江化石的形态学观察首要局限于使用光学显微镜等传统成像技术对化石表面上所保存的二维结构的观察上,而保存在化石标本内部的动物身体结构信息则只能经由耗时且具破坏性的钢针修理等方法开展探究。如今,在高精度显微CT的合作下,探究人员得以经由无损的探究方式对澄江节肢动物身体的精细结构开展任意角度的高精度复原与观察,使用计算机三维使用对它们的身体模型开展“虚拟解剖”并分离出身体的各若干结构开展透彻探究。本次发表的论文借助了显微CT及计算机三维复原的手段,首次清晰揭示了寒武纪大附肢类节肢动物——迷人林乔利虫头部保存的口板等精细结构。
探究人员将化石资料与现生节肢动物胚胎发育资料开展了对比探究,察觉迷人林乔利虫身为螯肢类节肢动物(如蜘蛛、蝎子等)在寒武纪时期的代表,已然进化出显著的、与现生节肢动物口板同源的结构,说明现生节肢动物中普遍存在的这一位于口前的突起构造早在5.18亿年前的干群螯肢动物中就已呈现。这为古生物学界、进化生物学界透彻认识长久以来一直困扰着探究人员的节肢动物头部难题提供了直接的化石证据。
该探究论文由云南大学古生物探究院云南省古生物探究重点评测室探究员刘煜、侯先光、翟大有与美国哈佛大学副教授哈维尔·奥尔特加·赫尔南德斯共同达成。