3D打印揭秘史前古魚
發表時間：2017年12月01日瀏覽量：
軟件重建的巴坎魚科化石。
堆滿了古老的巖石、死去億萬年動物的骨頭、氣味可疑的剝制標本……這可能是你想象中的古生物學科學家辦公室的樣子，但中科院古脊椎所副研究員盧靜的辦公室卻大不相同。這里更像一個現代化的設計工作室：計算機屏幕上顯示著多彩炫酷的數字建模，柜子和桌子上放著許多不同大小的精細模型。
盧靜是研究化石魚類腦顱結構的專家，她研究的化石標本大多都很小且非常脆弱，研究時即便經過了加固，操作也得極為小心。可很多重要的結構深藏在化石內部，需要認真研究、觀察。保護標本還是深入研究標本，一度困擾著盧靜。
正因有此顧慮，盧靜等人最近研究的一件來自澳大利亞的罕見的精美魚類化石曾經足足塵封了30年。這就是發現于澳大利亞早泥盆世的盾皮魚類巴坎魚科新化石材料。
通常，魚化石像圖畫一樣只有扁平保存的骨架，但這件魚化石保存了立體的原貌，各部位之間只有輕微移位。在它的頭顱深處，甚至可以看到許多精密的血管和神經通路，以及容納腦的腔體。所有這些珍貴信息都包含在一個只有乒乓球大小的鈣質結核中。學者們一直很想了解這些骨頭之間的位置關系以及精細的解剖結構，但又難以在不破壞化石的前提下探查。
近年來，在古生物學界興起的X光顯微斷層掃描和計算機重建技術提供了研究化石的新思路。X光的波長短，穿透力強，其光束因而能穿透化石，“照亮”其內部結構。不過，隨著研究的深入，學者們還想知道特定結構之間精確的關聯和接觸關系。針對這一難點，盧靜和澳大利亞國立大學的研究人員首次在該領域應用了一項時髦的新技術——3D打印。
盧靜等人使用了一臺最新型號的大型高分辨率3D打印機，把計算機中重建的標本內部結構分解開來，并分別打印成比原化石放大許多倍、但仍十分精細并完全忠實于建模原貌的實體模型。利用這些可以隨意、反復擺弄的模型，研究人員就可以像傳統解剖學家用刀剪解剖動物一樣，對化石內部的精細結構進行分割、拼合、比較等研究。
研究人員復原了這條已經死去4億年的魚頭部細小的骨片、準確的上下頜關節、細密的血管和分支的神經。從總體外形上來看，這條魚身長雖只有約25厘米，但卻屬于一種比較兇猛的捕食者，而且可能與泥盆紀晚期稱霸海洋的鄧氏魚有很近的親緣關系。
4億年前的泥盆紀早期，澳大利亞的地理位置十分靠近中國，兩國的魚類化石也很相似。科學家推測，人類的魚類祖先在之前某一時期起源于中國南方大陸沿海，并在之后的幾千萬年中經過澳大利亞，擴散到世界各地，開啟了“魚類的時代”。其中的一支最終演化成包括人類在內的所有陸地脊椎動物。
科學家表示，對中澳兩國化石進行全面、仔細的研究和對比，有望找到有關上述理論更多的證據，更清晰地還原人類的魚類祖先曾經的形態和史詩般的演化歷程。 來源： 人民日報
