点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

首页> 科技频道> 科技人物 > 正文

我给化石拍CT

来源:人民日报海外版2023-07-26 08:58

  图为在云南省昆明市晋宁区梅树村地区发现的一块化石,黑点为一种名为软舌螺的古生物。新华社记者 陈欣波摄

  刘煜在工作中。图源:“云大青年”公众号

  在云南省玉溪市澄江化石地世界自然遗产博物馆拍摄的奇虾化石。新华社记者 陈欣波摄

  在一台显微CT设备前,穿白大褂的刘煜俨然一位医生,只不过他要面对的不是病人,而是穿越5亿多年历史的古生物化石。

  将CT扫描应用在寒武纪化石研究上,刘煜做出了探索。

  揭开等刺虫化石的形态秘密

  刘煜今年43岁,2016年从德国归国后在母校云南大学工作,目前担任教育部“云南重大生物演化事件及古环境”国际合作联合实验室中方副主任、云南省古生物研究重点实验室主任、云南大学古生物研究院副院长。

  前段时间,由云南大学古生物研究院、澄江化石地世界自然遗产博物馆、美国哈佛大学研究人员组成的国际科研团队,运用显微CT断层扫描等先进技术手段,给寒武纪节肢动物——等刺虫拍出了多张较为完整的CT片,为学界研究节肢动物的早期演化提供了新的形态学证据。

  一直以来,节肢动物的起源与演化都是学界研究热点。等刺虫是生活在约5.2亿年前寒武纪时期一类干群节肢动物,是研究节肢动物早期演化的绝佳对象,但一直以来,由于等刺虫宽大的壳瓣覆盖住了整个身体,古生物学家仅凭肉眼和光学显微镜难以观察到壳瓣下的细节。

  “就像是医院给病人拍CT一样,我们给化石拍CT,通过X光穿透石头后,把保存在石块表面和内部的信息一并提取出来,经过计算机处理得到接近完整的三维信息。”刘煜说。

  研究表明,等刺虫的前附肢及其后的14对附肢已出现明显的形态和功能分化。其中,前附肢为单肢型,由多个连接在一起的肢节组成,肢节背面有簇状尖刺,能有效捕捉猎物。紧接前附肢后的4对附肢,肢节粗壮、内侧有成对的刺、末端呈钩状,可对捉到的猎物做进一步肢解处理,以有效进食。后部10对躯干附肢,内肢分节多、缺少内侧的刺和末端爪,外肢发达、有成列排布的多个片状结构。

  “通过这些CT数据,我们可以清晰地看到等刺虫的外形细节,据此推断,等刺虫的前附肢及其后的4对附肢形成了功能性的头部,而躯干附肢为运动附肢,有游泳和爬行功能。”刘煜说。

  研究“地球的历史”

  2006年,26岁的刘煜远赴德国乌尔姆大学攻读博士学位。3年后,博士毕业的他在德国慕尼黑大学从事教学研究工作。2016年上半年,刘煜通过了德国教育系统最高级别的教学及科研考核,具备在德语区任一高校申请终身全职教授的资质。

  但刘煜做出了一个重要决定:回国。

  这一年9月,刘煜回到云南大学,担任古生物研究重点实验室常务副主任。对他来说,这个团队并不陌生,有一直支持自己的老师,澄江古生物化石群的发现者——侯先光研究员,还有昆明周边非常丰富的寒武纪化石资源。

  “这些都是吸引我回国搞研究的主要因素,让我很心动。”刘煜回忆。

  早在德国学习工作期间,刘煜就对澄江化石做了CT扫描的尝试,摸索出一套可以清晰呈现澄江化石微米级别的三维细微结构的技术路线。“以前无论用针修还是画图等方法,都只能从化石表面看到二维的信息,通过显微CT技术可以呈现出近乎完整的、三维立体的动物。”他说。

  “我们做古生物研究,没有材料就什么都做不了。而从地质历史时期一直到现在,云南都一直孕育着生物多样性,拥有大量保存较好并有重大科研意义的化石。”一想到回云南做研究,探索地球的历史,刘煜非常兴奋。

  让澄江化石研究走向深处

  回国后,刘煜将当时国际生物学研究领域中最前沿的荧光显微镜、电子扫描显微镜和显微CT等先进研究手段和方法,引入澄江动物群化石标本的研究当中。

  利用显微CT扫描结合计算机三维建模和虚拟切割技术,不仅可以观察到被围岩包埋或被动物化石的其他结构覆盖的、用钢针手工处理难以展露的精细构造,详细了解寒武纪早期各种动物的形态细节,而且还最大限度保护澄江化石的完整性,使它们在研究过程中尽可能少地遭受人为破坏。

  侯先光说,显微CT技术让曾经嵌在石头当中的标本从二维变成了更加立体直观的三维,从化石上提取的信息量也比原先的30%提升了2-3倍。

  2016年,刘煜团队报道了呈三维立体保存的2毫米无节幼虫类节肢动物的最早化石记录。在澄江化石群长达30多年的研究历史中,这样的研究尚属首次。

  先进技术的运用让澄江化石研究从以往的广度转向深度发展。2021年11月3日,团队凭借“寒武纪特异保存化石与节肢动物早期演化”项目获得2020年度国家自然科学奖二等奖。刘煜觉得,自己的努力是值得的。

  不久前,刘煜刚刚结束为期三周的英国学术交流活动。他说,让国际同行纷纷点赞的是,中国在古生物研究方面不仅有一流的材料、设备和学术环境,还形成了具有相当国际影响力的老中青人才梯队,正持续产生原创性学术研究成果。

  (据新华社电)

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 河南淅川:千年古刹藏山林

  • 第二十九届成都国际汽车展开幕

独家策划

推荐阅读
2013年,东正光学的创始团队在广东深圳租下第一间厂房。4年后,当工业光学与电影影像的积累具备向更广泛创作者群体转化的条件时,东正光学重返消费市场,推出Thypoch(叙)品牌。
2026-08-21 07:20
7月17日,习近平主席在2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议开幕式上发表题为《携手构建公正合理的全球人工智能治理体系》的主旨讲话。
2026-08-21 02:00
近期,因冬季寒区试车而闻名的边疆小城——黑龙江黑河迎来了反季节试车热潮。在试运行的全球规模最大四季低温汽车试验场内,零下30摄氏度的室内一片冰天雪地,来自多个车企与零部件厂商的测试车辆正自如驰骋,借助静态低温舱、冰雪圆环、多角度对开坡道等专业场景展开性能测试。
2026-08-21 03:40
最新统计数据显示,截至2026年7月底,江苏省光伏发电累计装机容量突破1亿千瓦,占全省电力总装机的比重超38%,成为全省第一大电源。图为8月19日,在扬州市邗江区公道镇,电力运维工人在检查渔光互补发电设备运行情况。
2026-08-21 03:40
近期,南华大学核科学技术学院韦悦周教授团队从稀土矿渣中直接分离得到高纯度的阿尔法核素铅-212及其前体核素钍-228,并成功实现了单批次从公斤级稀土矿渣中分离提取158微居里的铅-212/铋-212。
2026-08-21 03:50
近日,中国科学院海洋研究所联合美国加州大学圣巴巴拉分校等机构,在南极冰盖近期质量变化的气候驱动机制研究方面取得重要进展。研究发现,2021—2023年热带暖池持续增暖激发向南极传播的罗斯贝波列,形成东南极南北向偶极环流,重组水汽输送并增强区域降雪,从而暂时减缓了南极冰盖质量损失。
2026-08-21 03:50
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,我国正从全球科技参与者、贡献者向开拓者、引领者加速转变,成为创新力上升最快的国家之一。
2026-08-20 02:10
中国信息通信研究院18日发布的《具身智能训练场研究报告(2026年)》显示,随着各部门密集部署人形机器人中试基地和训练场建设,我国具身智能训练场已经成为关键基础设施,形成规模化集群化布局。
2026-08-20 02:10
19日,朱雀三号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空。火箭一子级按预定程序成功软着陆于甘肃省民勤县朱雀三号着陆场坪,二子级将搭载的鸿鹄03星顺利送入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功,为后续开展回收箭体检修维护、复用飞行和商业化应用奠定基础。本次任务是继7月10日长征十号乙运载火箭一子级海上网系成功回收后,我国首次成功实施重复使用运载火箭一子级着陆腿方式陆地可控回收,标志着我国重复使用火箭技术取得重大突破。
2026-08-20 04:00
19日从中国科学技术协会了解到,为大力弘扬科学精神,营造风清气正的学术生态,加快建设世界一流科技期刊,中国科技期刊卓越行动计划(以下简称“卓越计划”)入选期刊及集群共同倡议“恪守科研诚信和学术道德”。
2026-08-20 04:00
近几个月来,北京大模型捷报频传:Kimi K3发布当前最大开源模型,综合智能水平直逼国际两大尖端闭源模型;小米MiMo-V2.5在通用图形处理器上实现推理速度大幅突破,并登顶全球多模型聚合平台公布的大模型调用量榜首;字节跳动发布新一代视频生成模型Seedance 2.5,在生成时长、多模态理解、编辑精度等维度实现全面升级。
2026-08-20 04:00
“或为近150年最强”“或为自1951年以来最强气候事件”……最近,关于2026年形成超强厄尔尼诺的新闻很受关注。预计赤道中东太平洋海表温度将继续维持波动上升态势,于今年11月至12月前后达到本次事件峰值。
2026-08-19 09:51
宁夏平原,黄河水沿着叶脉般的渠道淌进田间。”  青铜峡灌区是全国6个特大型灌区之一,是世界灌溉工程遗产宁夏引黄古灌区的重要组成部分。”  完成全域一体的信息化建设,这是青铜峡灌区从“治水”走向“智水”的关键一步。
2026-08-19 09:46
直面现实困境,1989年青海省委作出“绿化南北两山,改善西宁生态环境”的战略决策,西宁市积极响应。18年间,他在山上劳动超3000天,带领群众栽种树木近3000万株,让3.75万亩荒山披绿,筑起守护西宁的生态屏障。
2026-08-19 09:45
主刊收到投稿400余篇,已出版60篇,其中包括多个我国科研团队的最新重要原创成果……在日前举行的Vita期刊首期发布暨生命科学开放联盟一周年交流会上,Vita(《生命》)系列期刊正式亮相。
2026-08-19 09:45
也正因如此,当科技触及意识,我们需要建立的伦理边界,可能比传统数据隐私更为严格。科技工作者的责任是将伦理融入研发全过程,他们是伦理风险的第一道防线。在研发科技产品时,科技工作者要充分考虑其伦理风险,在应用产品时,要严格遵守伦理规范与法律规定,尊重他人的意识隐私。
2026-08-19 09:43
5天赛程,51个项目,1301场比赛……日前,记者从北京市政府新闻办公室获悉,第二届世界人形机器人运动会将于8月22日在国家速滑馆“冰丝带”开幕。
2026-08-18 10:14
8月15日,承载着亿万公众对良好生态环境期盼的《中华人民共和国生态环境法典》开始施行,标志着我国生态环境保护迈入“法典化”时代。生态环境法典有哪些亮点和创新?如何做好法典的学习、宣传与实施工作?
2026-08-18 10:11
一系列政策“组合拳”为智能农机从研发到应用构筑了全链条支持体系,为现代农业注入强劲动力。
2026-08-18 10:10
今年上半年,我国新能源和可再生能源发展总体保持平稳态势,可再生能源发电装机达24.55亿千瓦,占全国电力总装机的60.7%,其中风电光伏发电装机(约19.5亿千瓦)占比接近一半,太阳能发电装机与燃煤发电装机基本持平。
2026-08-18 10:06
加载更多