古代鱼类腭骨最后演化成人类中耳的一部分

作者 | 发布日期 2017 年 10 月 22 日 15:18 | 分类 3D打印 , 生物科技 , 自然科学
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【Technews科技新报】来自澳洲国立大学(The Australian National University,ANU)的研究团队在 4 亿年前的鱼类化石腭骨发现了和人类演化的关连。这项研究已经发布于科学期刊《Scientific Reports》。



这件化石是在澳洲坎培拉西北约 50 公里外的巴林贾克湖附近古老的石灰岩中发现,该处除了蕴含大量贝类及珊瑚化石,也是稀有的盾皮鱼纲(placoderms)物种化石分布地点。

盾皮鱼是生活于 4 亿年前,介于古生代志留纪(Silurian)与泥盆纪(Devonian)之间的脊椎动物,在全球都有分布,是最早的有颔鱼类。

这项研究的共同作者、澳洲国立大学地球科学研究院(the ANU Research School of Earth Sciences)博士后研究员 Yuzhi Hu (见首图)表示,这件化石是目前发现保存最好的盾皮鱼脑壳化石,研究团队发现其中的古代鱼类腭骨结构在人类身体结构中仍然保存着。古代鱼类的腭骨关节后来演化为人类中耳的一部分。

研究团队首创以高显像电脑断层扫描研究古代鱼类化石脑壳,并以 3D 打印方式模拟其腭骨结构。这也是首次以电脑断层扫描结果分析并重建盾皮鱼腭骨内部软骨结构,研究团队发现腭骨周围关节的构造与先前认为的不同。

这件保存非常良好的化石,让研究团队能够根据化石中的凹槽重现腭骨及脑部的血液供应系统。这项研究的共同作者澳洲国立大学应用数学研究所的 Gavin Young 博士表示,血液的流动方向与主要动脉的位置有关。

人类以及其他哺乳类的颈动脉将血液经由颈部带往头部,以供应头部所需的氧气。研究团队发现在这件化石的底部有凹槽的交叉点,也就表示这一个区域相当于人类的外颈动脉(external carotid artery),血液流向反方向。这个部分是提供内颈动脉(internal carotid artery)含氧血的主要来源,而内颈动脉会在这里形成凹槽进入颅腔。

已经灭绝的盾皮鱼在先前一直认为是演化的其中一支旁支,直到近年 Jing Lu 博士到澳洲国立大学前在北京所做的研究,研究了在中国找到的盾皮鱼腭骨化石,才改变了这样的说法。Lu 博士目前任职于澳洲国立大学物理及工程学院应用数学研究所。他解释,人类的上颌骨是构成上腭的部位,而这个构造在中国的盾皮鱼化石也有出现,代表盾皮鱼和人类在演化上的关系比我们想像中来得更近。但在当时找到的中国盾皮鱼化石,化石内部以软骨组织为主的结构保存并不完整,所以直到后来在巴林贾克湖发现了保存更完整的化石,才得以更进一步研究。

Lu 博士再次强调这件保存良好的化石对研究的助益,很少有化石能将复杂的细节构造保存得如此完整,让研究者借此重建灭绝许久的物种构造。也由于国际科学家的合作,才得以解开这项具革新意义的有颌类脊椎动物演化发现。

(图片来源:ANU

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黄 斯沛

一直是学生,所以也一直在学习。喜欢世上所有美的事物,但审美观一直很随兴。思考时总是琐碎而纷杂的,喜欢东摸西摸到处看看写写。还在学着能够温柔而勇敢的凝视世界,哪怕逝者如斯,且共从容。
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