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x射線斷層掃描技術(shù)助人類尋找祖先——4億年前魚類就準備登陸

2020-04-08 10:25:36來源:化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞:x射線斷層掃描成像閱讀量:1424
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  【儀器網(wǎng) 時事聚焦】人類幾億年之前真的是一條魚嗎?1859年,達爾文的《物種起源》在經(jīng)歷了5年的考察后正式出版,自此,人類對于生物進化的拼圖被找全,但是關(guān)于人類是怎么誕生智慧,怎么從一條水里生活的魚進化為現(xiàn)代人類的,人們還是充滿了疑問。這不只是普通人好奇,科學家們也同樣帶著這些疑問,苦苦探究人類的祖先。
 
  經(jīng)過無數(shù)科學家們不懈的研究,可以確認,在3億多年前,一部分魚類從水中登上陸地,再歷經(jīng)漫長的演化,地球上出現(xiàn)了包括人類在內(nèi)的種類繁多的陸生脊椎動物。如此看來,魚類從水中登陸這一過程是生命演化史上的重要事件,但魚類是如何向陸生脊椎動物過渡的,至今仍缺乏足夠的科學證據(jù)。
 
  4月7日,科技日報稱,有在《自然》上發(fā)表的論文指出,科學家找到了魚類登陸過程中的關(guān)鍵化石——希望螈,這是僅有的科學家在已知動物化石身上發(fā)現(xiàn)手指與鰭“鎖”在一起的現(xiàn)象。通過該發(fā)現(xiàn),可以揭示人類的手部是如何由遠古魚類的魚鰭一步步進化而來的。我們的手指或起源于它的鰭,希望螈的出現(xiàn),補上了這缺失的關(guān)鍵一環(huán)。
 
  此外,在魚類向人類的進化探索中,有專家還研究過奇異東生魚,它是目前所知出現(xiàn)早、原始的四足形類肉鰭魚。據(jù)悉,4億年前,它的下頜結(jié)構(gòu)就已模糊地展示出了早期四足動物的特征。但令人更為驚訝的是,科學家經(jīng)過科技分析,發(fā)現(xiàn)它的顱腔中很有可能存在腺垂體結(jié)節(jié)部。腺垂體結(jié)節(jié)部在調(diào)節(jié)陸上動物的晝夜規(guī)律中起著重要作用,但是陽光射入水體的深度有限,生活在水中的魚類對日夜變化并不敏感。但在陸地上,則反之。
 
  這一發(fā)現(xiàn)不禁讓人們驚嘆,原來早在4億多年前,我們的祖先還是生活在水里的魚類時,就已經(jīng)為了登上陸地生活進行了“準備”。而能從遠古化石中得知這一切,科學家必須依托于科學儀器。探索到魚類4億年前就可能為登陸做準備以及手指或起源于鰭這些信息,科學家們采用了高精度X射線斷層掃描和計算機三維虛擬重建技術(shù),以此來復原魚化石的原生形態(tài),以及它相關(guān)的神經(jīng)、血管等結(jié)構(gòu)。
 
  事實上,X射線斷層掃描成像,也就是CT,這一技術(shù)曾被稱為電腦軸切面斷層影像,如今被廣泛應用于醫(yī)學中,是一種影像診斷學的檢查。X射線斷層掃描技術(shù)主要通過單一軸面的X射線旋轉(zhuǎn)照射人體(或者物體),由于不同的組織對X射線的吸收效果不同,因此,可以用電腦的三維技術(shù)重建出斷層面影像。再經(jīng)過窗寬、窗位處理,則可得到相應組織的斷層影像,若將斷層影像層層堆疊,即可形成立體影像。
 
  自20世紀70年代x射線斷層掃描成像技術(shù)被發(fā)明后,它就在生物學中得到了重用,并且廣泛使用,即便是價格昂貴,至今也是醫(yī)學上診斷多種疾病的黃金準則,同時也是化石分析的重要工具。然而,這種技術(shù)目前并不夠完善,無論從精度方面還是安全方面,都不夠理想。隨著社會的發(fā)展,人們對分析還原的技術(shù)需求升高,x射線斷層掃描行業(yè)還需開發(fā)研制更可靠的產(chǎn)品。同時,人們還需開拓x射線掃描技術(shù)的更多運用領(lǐng)域,讓這一技術(shù)為人類的發(fā)展更好地效力。
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