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把琥珀放進儀器 億萬年前的秘密由此展現(xiàn)
2019年10月15日 08:58:52
來源：儀器網(wǎng) 點擊量：3848
由中科院研發(fā)的結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡成為琥珀研究中新的助力。結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡在顯微鏡中使用結(jié)構(gòu)光照明技術(shù)，在獲取三維顯微圖像的同時，實現(xiàn)了突破衍射極限的超分辨率成像。這種顯微鏡也成為構(gòu)建無法獲得CT數(shù)據(jù)的琥珀的三維模型的方法。
【化工儀器 行業(yè)動態(tài)】一直以來，人類對生物的興趣從未減少。依靠化石建立起古生物學(xué)的研究者們并不滿足于僅在巖層中尋找已經(jīng)消失的生物的遺跡，他們期待著發(fā)現(xiàn)更生動的研究材料。而琥珀正是古生物學(xué)家們孜孜以求的目標(biāo)之一。
10月11日，由中外科學(xué)家聯(lián)合組成的團隊在琥珀中發(fā)現(xiàn)了來自一億年前的兩棲類、腹足類和昆蟲的卵團。這些從白堊紀(jì)保留到現(xiàn)在的卵至今仍在琥珀中保持著原來的樣子，仿佛時間定格在它們被樹脂包裹的那一刻。對這些卵團的研究將幫助我們了解滅絕生物的產(chǎn)卵行為。
琥珀對古生物學(xué)的意義在于補充傳統(tǒng)化石難以提供的信息。沉積巖中的化石大多數(shù)都只保留了生物的莖葉、外殼、骨骼等相對堅硬的部分以及生物遺體在巖層中留下的印模和鑄型，而包裹在琥珀中的生物卻可能在時間的沖刷下毫發(fā)無損，為研究者提供相對完整的結(jié)構(gòu)信息，例如恐龍羽毛的三維形態(tài)。
在《侏羅紀(jì)公園》中，哈蒙德博士從保留在琥珀中吸取恐龍血液的蚊子體內(nèi)提取出DNA，從而將已經(jīng)滅絕的恐龍帶回到人類面前。2017年，國外的研究團隊同樣在琥珀中發(fā)現(xiàn)吸飽了恐龍血液的蜱蟲，雖然現(xiàn)實中DNA無法在如此古老的化石中保留下來，但這一發(fā)現(xiàn)依然對恐龍的研究有重要作用，如為蜱蟲宿主動物的筑巢行為提供確切證據(jù)。而這也是琥珀在古生物學(xué)上的價值所在。
關(guān)于琥珀的學(xué)術(shù)研究在19世紀(jì)就已經(jīng)開始。琥珀研究的難點在于無法進行破壞性的研究，因此在很長一段時間內(nèi)，研究者只能依靠光學(xué)顯微鏡對內(nèi)部的包裹物進行觀察。但是顯微鏡只能觀察到化石的表面，無法獲取被遮擋部位的信息，對琥珀的利用率很低。而后，隨著X射線的發(fā)展，顯微CT、同步輻射CT成像和X射線熒光成像等技術(shù)開始應(yīng)用于琥珀研究中。本次發(fā)布的關(guān)于琥珀中生物卵團的研究，就是利用顯微CT和同步輻射掃描得到卵團的三維結(jié)構(gòu)圖像，從而獲取卵的細(xì)節(jié)信息。
然而現(xiàn)有的技術(shù)仍然有很大的局限性。琥珀化石的三維模型重建并不簡單，琥珀內(nèi)部除了目標(biāo)生物還有大量雜質(zhì)，掃描過程中會出現(xiàn)很多無用的數(shù)據(jù)，需要人工一點點判定修改。而且琥珀的包裹物各不相同，每一次建模需要重新開始，這也讓建立三維模型成為一件費時費力的事情。另外，可以獲得CT數(shù)據(jù)的琥珀大概不到一半，這意味著大部分琥珀化石無法建立三維模型。
對于這個問題，我國已經(jīng)有了解決方案。由中科院研發(fā)的結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡成為琥珀研究中新的助力。結(jié)構(gòu)光照明顯微鏡在顯微鏡中使用結(jié)構(gòu)光照明技術(shù)，在獲取三維顯微圖像的同時，實現(xiàn)了突破衍射極限的超分辨率成像。這種顯微鏡也成為構(gòu)建無法獲得CT數(shù)據(jù)的琥珀的三維模型的方法。
近年來，琥珀化石的新發(fā)現(xiàn)頻現(xiàn)報端，僅在今年，除了前幾天的古生物卵塊，還有7月的古鳥類新物種和5月的菊石化石。對琥珀化石的研究越深入，我們就越接近那個人類還不曾出現(xiàn)的歷史。
(參考資料來源：中科院動物研究所)
編輯點評：科技的進步與發(fā)展，為歷史的研究活動帶去了便利。各類科學(xué)儀器也為研究人員的科研活動提供了技術(shù)支撐，不止是琥珀，今后，在科學(xué)的幫助下，我們將能發(fā)掘出更多古老的秘密，研究的深度亦將擴大，人們也可以獲取更多知識。
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