化石裏發現人類近親 陜西基礎研究成果引發國際關注

2017-05-05 08:55:59|來源:國際在線|編輯:王菲|責編:張琳瑞

  記者體驗觀察顯微鏡下的化石(王偲瑤 攝)

  國際在線陜西頻道報道(王偲瑤):“這塊化石真神奇!”小劉看著西北大學劉建妮教授手裏的化石説道。5月4日,陜西省委科技工委、陜西省科技廳組織的中省主流媒體記者集中採訪重大基礎研究成果活動走進西北大學。幾番了解參觀,陜西的科技成果發展令人稱讚。

  劉建妮所拿化石正是2011年,中國西北大學研究人員及其國際合作研究者在當年2月24日出版的Nature雜誌上發表了一種被稱為“行走的仙人掌”的奇異的動物化石,從而發現了節肢動物演化的關鍵環節。

  這一研究成果至今仍意義重大,是陜西基礎研究成果的顯著成就之一。陜西的科研成果並未止步於此,西北大學這所百年老校中的早期生命演化團隊、中醫藥研發團隊等都在艱苦的研究過程中助力陜西的基礎研究成果不斷創新發展。

  “死”化石掩藏“活”秘密  節肢動物起源漸清晰

  劉建妮教授展示“行走的仙人掌”化石(王偲瑤 攝)

  葉足動物,即是一類具有柔軟的葉片狀的足(附肢)的動物。這一類群在5.4億年的寒武紀非常繁盛,現在已全部滅絕。葉足動物雖已全部滅絕,但是它與地球上最大優勢類群節肢動物(蜘蛛、蟑螂、蝴蝶、蚊子等)的起源密不可分。

  在學術界,節肢動物的起源和多樣性分異問題,長期以來是大家關注探索的焦點問題,而想要揭示節肢動物起源的奧秘及演化歷程,則需要已滅絕了的“葉足動物”提供直接的化石實證。

  化石是曾經生活在地球上遠古生命為我們留下的特殊文字,對化石的研究為人類開啟了一扇了解生物演化的窗口。

  2005年,劉建妮在位於我國雲南澄江的寒武紀化石庫中發現了一種奇特的生物——“仙人掌滇蟲”。它來自5.4億年前的寒武紀海洋,渾身長刺,身體和腿基本一樣粗,也就是後來因其外形酷似仙人掌被稱為“行走的仙人掌”生物。

  “拿到這個化石的第一反應是覺得很奇特,從未見過身體和腿幾乎一樣粗的生物。”劉建妮説。在大量閱讀文獻的基礎上,2009年劉建妮初步推斷這種生物極有可能曾湮沒在遠古曆史塵埃中節肢動物的一個祖先。

  後來,劉建妮和柏林自由大學的Michael Steiner博士及柏林自然科學博物館的Jason A Dunlop 研究員仔細觀察和研究化石,終於發現“仙人掌滇蟲”已經發育出分節的附肢,但卻仍保留著柔軟的蠕形軀幹,這一確鑿的化石證據表明節肢動物附肢的分節明顯早于軀幹的分節,這一發現首次初步破解了節肢動物門起源與早期演化這一長期困擾學術界的科學難題。

  尋根究底動物起源  發現微型人類遠祖近親

  陜南寬川鋪生物群中的皺囊動物。(韓健 供圖)

  西北大學韓健研究員等在陜西南部寬川鋪生物群中微型動物化石的研究中,發現了最古老的原始後口動物——冠狀皺囊動物。這種成體僅1毫米的微型動物,被認為代表著顯生宙最早期的微型人類遠祖至親。

  人類屬於後口動物。據了解,動物胚胎發育較早期僅出現一個開口,稱為“胚孔”。如果胚孔發育成動物成體口肛合一的開口,該類動物便屬於基礎動物;如果胚孔發育成動物成體獨立的口,而相對的一端形成肛門,具有這種發育方式的動物稱為原口動物。

  如果與原口動物恰好相反,其胚孔發育為動物成體的肛門,而另一端新的開孔發育為動物的口,則稱為後口動物。例如海星、海參、海百合、文昌魚、爬行類、鳥類、人類等都屬於後口動物。

  最古老的原始後口動物——冠狀皺囊動物,把學術界對人類早期祖先的認知,由距今5.2億年前推至5.35億年前(十分接近顯生宙起點),其體積也由“釐米級”推至“毫米級”。5.2億年前,澄江動物群中的‘天下第一魚——昆明魚目’代表著剛剛創造出頭腦和原始脊椎的‘宏型’人類祖先;而5.35億年前的皺囊動物應該與創造雛形鰓裂的微型人類遠祖親密相關。

  韓健研究小組的發現顯示,這種毫米級微型動物很可能就是學術界期盼已久的後口動物亞界的一個根,因而代表著顯生宙(5.4億年前)最早期的毫米級人類遠祖的至親。

  會議現場(王偲瑤 攝)

  在此次陜西省委科技工委、陜西省科技廳組織的中省主流媒體記者集中採訪重大基礎研究成果活動中,展示的優秀科研成果很多,還包括西北大學教授鄭曉暉的“寶葫蘆”創新藥,其階段性成果“君-使對藥”有效成分群辨識技術研究,榮獲2014年陜西省科學技術獎一等獎。2015年初,團隊關於創新藥物研發思路及方法的論文在國際著名科學期刊《Science》“傳統醫藥的藝術與科學”專題中發表。 該研究易於針對主症的治療效應,並且組成簡單易於研究操作,為基於中草藥的創新藥物研究,開啟了一扇全新的大門。

  據了解,此次集中採訪活動是為了進一步宣傳陜西省在基礎研究領域取得的重大成果,激勵廣大科研人員投身基礎研究,推動科技創新發展,助力陜西科技實力追趕超越。

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