澄江生物群迷人林喬利蟲幼蟲標(biāo)本照片及CT三維圖像

澄江生物群迷人林喬利蟲幼蟲頭部CT三維圖像（左圖）及縱向解剖圖（右圖）

現(xiàn)生節(jié)肢動物胚胎。紀(jì)大節(jié)肢左圖：蜘蛛；右圖：蟋蟀（掃描電鏡數(shù)據(jù)來自于劉煜2009年博士畢業(yè)論文）
（神秘的附肢發(fā)育北京外圍（外圍女）外圍上門（電話微信199-7144-9724）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付30分鐘內(nèi)到達(dá)地球uux.cn報(bào)道）據(jù)云南大學(xué)古生物研究院云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室：北京時(shí)間2020年6月25日23:00，美國《細(xì)胞》（Cell）出版集團(tuán)子刊《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology，動物的口影響因子9.193）以報(bào)道（Report）形式在線發(fā)表了云南大學(xué)古生物研究院云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉煜研究員、完全侯先光研究員、寒武翟大有研究員與哈佛大學(xué)Javier Ortega-Hernández副教授共同完成的紀(jì)大節(jié)肢題為“寒武紀(jì)大附肢類真節(jié)肢動物中不完全發(fā)育的口板”（A reduced labrum in a Cambrian great-appendage euarthropod）的研究論文。此項(xiàng)研究是附肢發(fā)育該研究團(tuán)隊(duì)在繼2016年于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院報(bào)》(PNAS)發(fā)文報(bào)道2毫米長迷人林喬利蟲幼蟲后的又一專門針對澄江節(jié)肢動物個(gè)體發(fā)育的研究，突破了以往此類研究中僅能對動物個(gè)體發(fā)育過程中背甲結(jié)構(gòu)的動物的口大小及形態(tài)變化進(jìn)行報(bào)道的局限，利用顯微CT技術(shù)為澄江節(jié)肢動物腿肢構(gòu)造的完全發(fā)育生物學(xué)研究打開了新的窗口，并奠定了堅(jiān)實(shí)的寒武研究基礎(chǔ)。
節(jié)肢動物是紀(jì)大節(jié)肢顯生宙以來地球上物種多樣性最高的動物門類。在漫長的附肢發(fā)育地球歷史時(shí)期，大多數(shù)曾經(jīng)在地球上生活過的動物的口節(jié)肢動物物種都由于各種原因而滅絕，幸存的完全部分則逐漸演化為今天的螯肢動物（蜘蛛、蝎子等）、多足動物（蜈蚣、馬陸等）和泛甲殼動物（蝦、蟹、昆蟲等）。云南昆明附近的寒武紀(jì)澄江生物群地層中保存了大量呈特異埋藏的化石標(biāo)本，記錄了節(jié)肢動物等諸多后生動物門類在距今5.18億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期的繁盛。于2012年入選“世界自然遺產(chǎn)”的澄江生物群自1984年7月由侯先光研究員發(fā)現(xiàn)以來，為研究眾多動物門類的早期演化、“寒武紀(jì)大爆發(fā)”的北京外圍（外圍女）外圍上門（電話微信199-7144-9724）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付30分鐘內(nèi)到達(dá)過程和機(jī)制等重要科學(xué)問題提供了大量珍貴素材。
一直以來，研究者們對澄江化石的形態(tài)學(xué)觀察主要局限于使用光學(xué)顯微鏡等傳統(tǒng)成像技術(shù)對化石表面上所保存的二維結(jié)構(gòu)的觀察上，而保存在化石標(biāo)本內(nèi)部的動物身體結(jié)構(gòu)信息則只能通過耗時(shí)且具破壞性的鋼針修理等方法進(jìn)行研究。正因?yàn)槿绱耍芯空邔υ缙诠?jié)肢動物身體許多重要的精細(xì)結(jié)構(gòu)（如：口板）是否真正存在這一科學(xué)問題，只能通過分支分析（phylogeny）等方法進(jìn)行推測。即便推測準(zhǔn)確，研究者們也無法對這類精細(xì)結(jié)構(gòu)的真實(shí)形態(tài)進(jìn)行展示。現(xiàn)在，在高精度顯微CT的幫助下，研究人員得以通過無損的研究方式對澄江節(jié)肢動物身體的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行任意角度的高精度復(fù)原與觀察，使用計(jì)算機(jī)三維軟件對它們的身體模型進(jìn)行“虛擬解剖”并分離出身體的各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。
本次發(fā)表的論文正是借助了顯微CT及計(jì)算機(jī)三維復(fù)原的手段，首次清晰揭示了寒武紀(jì)大附肢類節(jié)肢動物——迷人林喬利蟲（Leanchoilia illecebrosa）頭部保存的口板等精細(xì)結(jié)構(gòu)（插圖1）。此項(xiàng)研究的對象是該物種的兩枚呈三維立體保存的幼蟲化石，體長分別為5毫米及7毫米。研究發(fā)現(xiàn)，迷人林喬利蟲在體長僅為5毫米的幼蟲期，眼睛后長有一個(gè)明顯的口板，口板表面還長有一對小突起（插圖1，左圖）。通過使用開源計(jì)算機(jī)三維復(fù)原軟件Drishti（https://github.com/nci/drishti/releases），研究人員對一枚體長僅為7毫米的迷人林喬利蟲幼蟲化石的大附肢進(jìn)行擦除后發(fā)現(xiàn)，在該生長期動物口板在其頭部所占的比例有所減小（插圖2，左圖），說明口板結(jié)構(gòu)在該物種的個(gè)體發(fā)育進(jìn)程中有可能存在不完全發(fā)育的現(xiàn)象。這一細(xì)微結(jié)構(gòu)是使用傳統(tǒng)的研究手段無法觀察和研究的。此外，研究人員還對動物頭部進(jìn)行了縱向數(shù)碼切割（digital section），發(fā)現(xiàn)了該口板結(jié)構(gòu)下往體內(nèi)延伸的狹窄的咽部通道（插圖2，右圖箭頭所示），這與在該物種的成蟲標(biāo)本上觀察到的情況一致。
隨后，研究人員將化石數(shù)據(jù)與現(xiàn)生節(jié)肢動物胚胎發(fā)育數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比研究（插圖3），發(fā)現(xiàn)迷人林喬利蟲作為螯肢類節(jié)肢動物（如：蜘蛛、蝎子等）在寒武紀(jì)時(shí)期的代表，已經(jīng)進(jìn)化出明顯的、與現(xiàn)生節(jié)肢動物口板同源的結(jié)構(gòu)。說明現(xiàn)生節(jié)肢動物中普遍存在的這一位于口前的突起構(gòu)造早在5.18億年前的干群螯肢動物中就已出現(xiàn)，為古生物學(xué)界、進(jìn)化生物學(xué)界深入認(rèn)識長久以來一直困擾著研究人員的節(jié)肢動物頭部問題（Arthropod Head Problem）提供了直接的化石證據(jù)。
此次發(fā)表的論文中，研究人員還就射齒類動物（如：奇蝦）身體結(jié)構(gòu)中可能與真節(jié)肢動物口板同源的結(jié)構(gòu)展開了討論。射齒類動物的大爪肢是否是真節(jié)肢動物口板的同源結(jié)構(gòu)，是研究人員下一階段要解決的科學(xué)問題，讓我們拭目以待。
本研究受國家自然科學(xué)基金委員會及云南省科技廳資助。
相關(guān)報(bào)道：顯微CT“加持”揭秘5億年前小“口板”
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國科學(xué)報(bào)：6月25日，《細(xì)胞—當(dāng)代生物學(xué)》在線發(fā)表云南大學(xué)與哈佛大學(xué)共同完成，題為《寒武紀(jì)大附肢類真節(jié)肢動物中不完全發(fā)育的口板》的論文。該研究針對澄江節(jié)肢動物個(gè)體發(fā)育，突破了以往僅能對動物背甲結(jié)構(gòu)的大小，及形態(tài)變化進(jìn)行研究的局限。研究人員利用顯微CT技術(shù)，為未來澄江節(jié)肢動物腿肢等軟體構(gòu)造的發(fā)育生物學(xué)研究打開了新窗口。
“節(jié)肢動物的口板跟頭部的腿肢一起，形成一個(gè)幾乎閉合的口器以便取食。”論文第一作者、云南大學(xué)古生物研究院云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉煜對《中國科學(xué)報(bào)》說，“我們借助顯微CT及計(jì)算機(jī)三維復(fù)原的手段，首次清晰揭示了寒武紀(jì)大附肢類節(jié)肢動物——迷人林喬利蟲頭部保存的口板等精細(xì)結(jié)構(gòu)。這些細(xì)微結(jié)構(gòu)是使用傳統(tǒng)研究手段無法觀察和研究的。”
節(jié)肢動物是顯生宙以來，地球上物種多樣性最高的動物門類。在漫長的地球歷史時(shí)期，大多數(shù)曾經(jīng)在地球上生活過的節(jié)肢動物物種都滅絕了，幸存的則逐漸演化為今天的螯肢動物（蜘蛛、蝎子等）、多足動物（蜈蚣、馬陸等）和泛甲殼動物（蝦、蟹、昆蟲等）。
云南昆明附近的寒武紀(jì)澄江生物群地層中，保存了大量呈特異埋藏的化石標(biāo)本，記錄了節(jié)肢動物等諸多后生動物門類，在距今5.18億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期的繁盛。1984年7月，侯先光研究員發(fā)現(xiàn)了澄江生物群，為研究眾多動物門類的早期演化、“寒武紀(jì)大爆發(fā)”的過程和機(jī)制等重要科學(xué)問題提供了大量珍貴素材。
一直以來，研究者對澄江化石的形態(tài)學(xué)觀察，主要局限于使用光學(xué)顯微鏡等傳統(tǒng)成像技術(shù)，對化石表面所保存的二維結(jié)構(gòu)的觀察上，而保存在化石標(biāo)本內(nèi)部的動物身體結(jié)構(gòu)信息，只能通過耗時(shí)且具破壞性的鋼針修理等方法進(jìn)行研究。正因?yàn)槿绱耍芯空邔υ缙诠?jié)肢動物身體許多重要的精細(xì)結(jié)構(gòu)（如口板）是否真正存在這一科學(xué)問題，只能通過分支分析等方法進(jìn)行推測。即便推測準(zhǔn)確，也無法對這類精細(xì)結(jié)構(gòu)的真實(shí)形態(tài)進(jìn)行展示。在高精度顯微CT的幫助下，研究人員用無損方式，對澄江節(jié)肢動物身體的精細(xì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行任意角度的高精度復(fù)原與觀察，使用計(jì)算機(jī)三維軟件對它們的身體模型進(jìn)行“虛擬解剖”并分離出身體的各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。
該研究對象是迷人林喬利蟲的兩枚呈三維立體保存的幼蟲化石，體長分別為5毫米及7毫米。研究發(fā)現(xiàn)，迷人林喬利蟲在體長僅為5毫米的幼蟲期，眼睛后長有一個(gè)明顯的口板，口板表面還長有一對小突起。通過使用計(jì)算機(jī)三維軟件復(fù)原，研究人員對一枚體長僅為7毫米的迷人林喬利蟲幼蟲化石的大附肢進(jìn)行擦除后發(fā)現(xiàn)，在這一生長期，動物口板在其頭部所占的比例有所減小，說明口板結(jié)構(gòu)在該物種的個(gè)體發(fā)育進(jìn)程中有可能存在不完全發(fā)育的現(xiàn)象。
“我們將化石數(shù)據(jù)與現(xiàn)生節(jié)肢動物胚胎發(fā)育數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)迷人林喬利蟲作為螯肢類節(jié)肢動物（如蜘蛛、蝎子等）在寒武紀(jì)的代表，已經(jīng)進(jìn)化出明顯的、與現(xiàn)生節(jié)肢動物口板同源的結(jié)構(gòu)。”劉煜說，“這說明現(xiàn)生節(jié)肢動物中普遍存在的這一口前的突起構(gòu)造，早在5.18億年前的干群螯肢動物中就已出現(xiàn)。”
此外，研究人員還對動物頭部進(jìn)行了縱向數(shù)碼切割，發(fā)現(xiàn)該口板結(jié)構(gòu)往體內(nèi)延伸的狹窄咽部通道，這與在該物種成蟲標(biāo)本上觀察到的現(xiàn)象一致。該研究為古生物學(xué)界、進(jìn)化生物學(xué)界深入認(rèn)識長久以來困擾研究人員的節(jié)肢動物頭部問題提供了直接的化石證據(jù)。
論文中，研究人員還就射齒類動物（如奇蝦）身體結(jié)構(gòu)中可能與真節(jié)肢動物口板同源的結(jié)構(gòu)展開了討論。“射齒類動物的大爪肢是否真節(jié)肢動物口板的同源結(jié)構(gòu)，是我們下一階段要解決的科學(xué)問題。”劉煜說。
相關(guān)報(bào)道：中美科研人員聯(lián)手揭秘5億年前節(jié)肢動物頭部口板特征
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中新網(wǎng)昆明6月27日電（刀志楠）：記者26日從云南大學(xué)獲悉，北京時(shí)間25日，美國《細(xì)胞》出版集團(tuán)子刊《當(dāng)代生物學(xué)》以報(bào)道形式在線發(fā)表了云南大學(xué)古生物研究院云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉煜研究員、侯先光研究員、翟大有研究員與哈佛大學(xué)Javier Ortega-Hernández副教授共同完成的題為“寒武紀(jì)大附肢類真節(jié)肢動物中不完全發(fā)育的口板”的研究論文。此項(xiàng)研究利用顯微CT技術(shù)，為云南澄江節(jié)肢動物腿肢構(gòu)造的發(fā)育生物學(xué)研究打開了新的窗口。
節(jié)肢動物是顯生宙以來地球上物種多樣性最高的動物門類。在漫長的地球歷史時(shí)期，大多數(shù)曾經(jīng)在地球上生活過的節(jié)肢動物物種都由于各種原因而滅絕，幸存的部分則逐漸演化為今天的螯肢動物(蜘蛛、蝎子等)、多足動物(蜈蚣、馬陸等)和泛甲殼動物(蝦、蟹、昆蟲等)。
云南昆明附近的寒武紀(jì)澄江生物群地層中保存了大量呈特異埋藏的化石標(biāo)本，記錄了節(jié)肢動物等諸多后生動物門類在距今5.18億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)時(shí)期的繁盛。
一直以來，研究者們對澄江化石的形態(tài)學(xué)觀察主要局限于使用光學(xué)顯微鏡等傳統(tǒng)成像技術(shù)對化石表面上所保存的二維結(jié)構(gòu)的觀察上，而保存在化石標(biāo)本內(nèi)部的動物身體結(jié)構(gòu)信息則只能通過耗時(shí)且具破壞性的鋼針修理等方法進(jìn)行研究。正因?yàn)槿绱耍芯空邔υ缙诠?jié)肢動物身體許多重要的精細(xì)結(jié)構(gòu)(如口板)是否真正存在這一科學(xué)問題，只能通過分支分析等方法進(jìn)行推測。即便推測準(zhǔn)確，研究者們也無法對這類精細(xì)結(jié)構(gòu)的真實(shí)形態(tài)進(jìn)行展示。
現(xiàn)在，在高精度顯微CT的幫助下，研究人員得以通過無損的研究方式對澄江節(jié)肢動物身體的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行任意角度的高精度復(fù)原與觀察，使用計(jì)算機(jī)三維軟件對它們的身體模型進(jìn)行“虛擬解剖”并分離出身體的各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。
本次發(fā)表的論文正是借助了顯微CT及計(jì)算機(jī)三維復(fù)原的手段，首次清晰揭示了寒武紀(jì)大附肢類節(jié)肢動物——迷人林喬利蟲頭部保存的口板等精細(xì)結(jié)構(gòu)。
此項(xiàng)研究的對象是該物種的兩枚呈三維立體保存的幼蟲化石，體長分別為5毫米及7毫米。研究發(fā)現(xiàn)，迷人林喬利蟲在體長僅為5毫米的幼蟲期，眼睛后長有一個(gè)明顯的口板，口板表面還長有一對小突起。
通過使用開源計(jì)算機(jī)三維復(fù)原軟件Drishti，研究人員對一枚體長僅為7毫米的迷人林喬利蟲幼蟲化石的大附肢進(jìn)行擦除后發(fā)現(xiàn)，在該生長期動物口板在其頭部所占的比例有所減小，說明口板結(jié)構(gòu)在該物種的個(gè)體發(fā)育進(jìn)程中有可能存在不完全發(fā)育的現(xiàn)象。這一細(xì)微結(jié)構(gòu)是使用傳統(tǒng)的研究手段無法觀察和研究的。此外，研究人員還對動物頭部進(jìn)行了縱向數(shù)碼切割，發(fā)現(xiàn)了該口板結(jié)構(gòu)下往體內(nèi)延伸的狹窄的咽部通道，這與在該物種的成蟲標(biāo)本上觀察到的情況一致。
隨后，研究人員將化石數(shù)據(jù)與現(xiàn)生節(jié)肢動物胚胎發(fā)育數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比研究，發(fā)現(xiàn)迷人林喬利蟲作為螯肢類節(jié)肢動物(如：蜘蛛、蝎子等)在寒武紀(jì)時(shí)期的代表，已經(jīng)進(jìn)化出明顯的、與現(xiàn)生節(jié)肢動物口板同源的結(jié)構(gòu)。說明現(xiàn)生節(jié)肢動物中普遍存在的這一位于口前的突起構(gòu)造早在5.18億年前的干群螯肢動物中就已出現(xiàn)，為古生物學(xué)界、進(jìn)化生物學(xué)界深入認(rèn)識長久以來一直困擾著研究人員的節(jié)肢動物頭部問題提供了直接的化石證據(jù)。
此次發(fā)表的論文中，研究人員還就射齒類動物(如奇蝦)身體結(jié)構(gòu)中可能與真節(jié)肢動物口板同源的結(jié)構(gòu)展開了討論。射齒類動物的大爪肢是否是真節(jié)肢動物口板的同源結(jié)構(gòu)，是研究人員下一階段要解決的科學(xué)問題。
相關(guān)報(bào)道：云大科研團(tuán)隊(duì)利用顯微CT技術(shù)揭秘5億年前澄江節(jié)肢動物頭部精細(xì)結(jié)構(gòu)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)云南網(wǎng)（陳怡希）：6月25日，美國《細(xì)胞》出版集團(tuán)子刊《當(dāng)代生物學(xué)》以報(bào)道形式在線發(fā)表了云南大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)題為“寒武紀(jì)大附肢類真節(jié)肢動物中不完全發(fā)育的口板”的研究論文。此項(xiàng)研究利用顯微CT技術(shù)為澄江節(jié)肢動物腿肢構(gòu)造的發(fā)育生物學(xué)研究打開了新的窗口。
一直以來，研究者們對澄江化石的形態(tài)學(xué)觀察主要局限于使用光學(xué)顯微鏡等傳統(tǒng)成像技術(shù)對化石表面上所保存的二維結(jié)構(gòu)的觀察上，而保存在化石標(biāo)本內(nèi)部的動物身體結(jié)構(gòu)信息則只能通過耗時(shí)且具破壞性的鋼針修理等方法進(jìn)行研究。現(xiàn)在，在高精度顯微CT的幫助下，研究人員得以通過無損的研究方式對澄江節(jié)肢動物身體的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行任意角度的高精度復(fù)原與觀察，使用計(jì)算機(jī)三維軟件對它們的身體模型進(jìn)行“虛擬解剖”并分離出身體的各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究。本次發(fā)表的論文借助了顯微CT及計(jì)算機(jī)三維復(fù)原的手段，首次清晰揭示了寒武紀(jì)大附肢類節(jié)肢動物——迷人林喬利蟲頭部保存的口板等精細(xì)結(jié)構(gòu)。
研究人員將化石數(shù)據(jù)與現(xiàn)生節(jié)肢動物胚胎發(fā)育數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比研究，發(fā)現(xiàn)迷人林喬利蟲作為螯肢類節(jié)肢動物（如蜘蛛、蝎子等）在寒武紀(jì)時(shí)期的代表，已經(jīng)進(jìn)化出明顯的、與現(xiàn)生節(jié)肢動物口板同源的結(jié)構(gòu)，說明現(xiàn)生節(jié)肢動物中普遍存在的這一位于口前的突起構(gòu)造早在5.18億年前的干群螯肢動物中就已出現(xiàn)。這為古生物學(xué)界、進(jìn)化生物學(xué)界深入認(rèn)識長久以來一直困擾著研究人員的節(jié)肢動物頭部問題提供了直接的化石證據(jù)。
該研究論文由云南大學(xué)古生物研究院云南省古生物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員劉煜、侯先光、翟大有與美國哈佛大學(xué)副教授哈維爾·奧爾特加·赫爾南德斯共同完成。