我们用重建出的化石脑,找到了人类的祖先:一条勇敢爬上陆地的鱼

作者: 卢静

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2022-05-06 17:04:00

本文讲述了科学家通过重建化石脑,追溯到4亿年前人类的祖先是一条勇敢爬上陆地的鱼。文章详细介绍了研究化石脑的重要性,以及从20世纪20年代到80年代瑞典科学家如何使用连续磨片机进行研究,到后来引入CT技术进行研究的过程。此外,还提到了3D打印技术在古生物研究中的应用。

追溯到4亿年前,人类的祖先其实是一条鱼,一条爬上陆地的鱼。这就是我研究的主要内容——研究到底是哪一条鱼最后爬上了陆地。

爬上陆地是一件非常艰难的事情。一条鱼要爬上陆地,首先鱼鳍会变成四肢,从用鳃呼吸变成用肺呼吸,身体所有的结构都会发生翻天覆地的变化。但正是在4亿年前有那么一条勇敢的鱼和它的同伴们爬上了陆地,才有了我们现在的四足动物,有了站在这里的我。

对于鱼来说,所有身体的变化里面,脑的演化是最重要的,这也是为什么我们要研究化石脑的原因。我们研究化石脑,不是因为我个人的偏好,而是因为脊椎动物的脑及其所有神经组成了一个非常重要的结构——中枢神经系统。这个神经系统对于脊椎动物来说是最重要的结构,所以我们需要了解它到底发生了什么变化,让鱼可以变成人类。

20世纪20年代到80年代,瑞典出现了一批对化石研究非常重要的科学家,他们用当时最先进的仪器——连续磨片机,对化石脑颅进行研究。简单说,这些科学家把最先进的方法用到了研究化石上,进行了非常精细的比较解剖学工作,使瑞典成为了当时全世界做古生物研究最出名的地方。

20世纪80年代之后,没有人再这样研究了。因为化石实在是太宝贵了,有时候我们发现的脑化石就一件,不可能把它磨成一片一片进行研究。所以,自从20世纪80年代以后,我们的这一部分工作基本上就陷入了停滞状态。直到有位研究人员,他用了一项新的技术——CT技术,研究我们的化石鱼的脑,这个时候我们的研究才重新兴起。

现在我们进入了一个新的时代,研究虚拟古生物学。过去我们是拿着化石进行实体研究,现在则是把化石扫描之后,在计算机里对它进行重建、分析,进行数据分析、处理等,这就叫虚拟古生物学。现在这个手段已经是我们古生物学的一个常规研究手段了,可以说我们比很多学科都更多地应用了CT技术。

接下来我想讲一点比较有意思的东西。3D打印应该都听说过,这种技术可以用在很多研究领域,我们其实也把3D打印用在鱼类研究中。通过3D打印的方式,我们可以把各种各样动物的骨骼全部拆开,又组合起来,通过这样的方式来研究动物各个骨头之间的联系。

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