两种微体化石三维无损成像技术的对比

近年来,各种X射线三维无损成像技术在古生物学领域的应用越来越广泛。但是,不同的X射线三维无损成像技术针对不同保存类型和尺寸的化石标本在成像效果上各有利弊。本文以埃迪卡拉纪陡山沱组磷酸盐化的动物胚胎化石为研究对象,将目前应用最广的两种X射线三维无损成像方法,即基于实验室X光源的吸收衬度显微断层成像技术和基于同步辐射光源的相位衬度显微断层成像技术进行了对比分析。通过对两种技术的原理、效率、空间分辨率和图像衬度的对比,认为基于同步辐射光源的相位衬度显微断层成像技术是目前对于均一矿化的微体化石最佳的三维无损成像解决方案。     

三维X射线显微技术与小型-微体化石高分辨率无损成像*

在古生物学研究中,以X射线断层成像(Computed Tomography)为代表的三维无损成像技术可以在不破坏化石标本的前提下,同时获得标本外观形态和内部结构的信息,相比传统的可见光成像手段有着明显优势。为推动化石三维无损成像技术在国内古生物学领域的发展,本文系统介绍一种新型显微CT技术——三维X射线显微术(Three-Dimensional X-ray Microscopy)。与基于几何放大和吸收衬度成像的传统显微CT技术相比,该技术有若干优势:(1)将同步辐射X射线显微断层成像的光学成像系统引入基于实验室X射线源的显微CT系统中,在几何放大的基础上增加了光学放大,优化了传统显微CT的系统架构,弥补了传统显微CT单纯依靠几何放大的不足,提高了空间分辨率;(2)采用可移动的X射线源和优化的光学成像系统,实现了低能X射线相位衬度成像,可以三维重构传统显微CT技术无法有效探测的、低吸收衬度的化石标本;(3)基于新的成像架构和成像算法,实现了厘米-分米级较大标本内部"感兴趣区域"(Region of Interest)精确导航和局部高分辨率(微米-亚微米空间分辨)成像;(4)可以实现小型扁平标本(宽厚比4,宽10cm)高效率、高分辨率成像和长条形微体标本长轴方向自动分段无缝拼接的微米至亚微米级高分辨率重建,弥补了传统工业显微CT针对小型扁平标本和长条形微体标本高分辨成像效果不佳的缺陷。这些优势使得基于实验室X射线源的显微CT成像技术可以获得接近同步辐射X射线源的成像质量,从而有效推动化石生物学研究。     

激光共聚焦显微技术在瓮安生物群中的应用

激光共聚焦显微技术是一种以激光作为激发光源,通过特殊装置"针孔"来过滤离焦光线以提高光学分辨率和对比度的光学成像技术。由于大部分化石不能自发荧光,该技术在古生物学领域尚未实现大范围的应用。但若围岩能自发荧光而与化石之间具有一定衬度,或化石因含特殊成分能在特定波段激光照射下自发荧光而产生结构衬度,则可以运用激光共聚焦显微技术获得在普通光学显微镜及荧光显微镜下难以清晰观察到的信息。为推动激光共聚焦技术在古生物学领域中的应用,文中系统介绍了该技术的原理与使用方法,并以埃迪卡拉纪磷酸盐化特异埋藏的瓮安生物群微体化石为例,展示了该技术在化石成像中的若干优势。实验结果表明,瓮安生物群微体化石因富含磷灰石可自发荧光实现成像,使用激光共聚焦显微成像技术观察瓮安生物群化石薄片不仅可以获得较好衬度,而且还能提高成像的分辨率和清晰度。此外,在化石薄片的厚度范围内还可以实现化石结构三维重建。     

贝林格尔的遭遇说明了什么?

同志,你可曾见过本文附图所示的化石吗?无论谁看到了,都会感到惊奇莫名的吧!不过,它确是经人精心研究、正式出版的真实材料,向我们讲述着古生物学发展史上一段小小的插曲。     

今日古生物学之我见

当今的古生物学,不论大化石的研究还是微体化石的研究,都面监着方法的改进和技术的新,从外部形态的描述和内部构造的探索,走向与外部环境的综合研究;从古生物学的单一学科的研究,走向与其它相关的多学科的综合研究,相辅相成,共同提高,开拓进取,使古生物学的研究跃上新的台阶。     

化石(孢粉)识别专家系统

化石识别(鉴定)是古生物学最基础的研究工作,鉴定错误,研究工作就不可能获得正确的结论。一个经验丰富、鉴别能力很强的古生物专家的成长需要数十年的长期实践。古生物学发展到今天,门类繁多、数以万计的古生物类型使专家们花在浩如瀚海的文献堆中的时间和精力,比用于研究化石本身的时间和精力多得多。     

云南开远和山东临朐中新世猪类化石

在古脊椎动物与古人类研究所收藏的中新世哺乳类标本中,有几种猪类的化石。标本数量不多,又比较零散,所以一直没有引起注意。最近,在整理云南和山东的中新世化石时,对标本加以修理并作了初步鉴定,发现这些化石,在地层对比和古生物学上都很有意义。     

解惑

电视上说,有人发现了几千年前的鹿的化石。化石几千年就能形成吗?通常所指的化石的形成,主要是生物的骨骼、牙齿、外壳、干茎、叶脉、孢子及花粉等硬体组织被埋在地下之后,被地下水携带矿物质替代、填充在硬体组织或硬体组织之间的空隙中,使原来的组织更为致密、更加坚硬的过程,通常这个过程叫做“化石化作用”。这个过程是极其缓慢的。埋藏的环境不同,化石的形成速度也就不同。比如在洞穴、海洋等碳酸盐比较丰富的地方,矿物质填充的     

红光透视技术——影像学的新纪元

长期以来，人们凭借短暂的X光照射来透视人体内部结构，但是这种方法或多或少总是含有对人体造成损伤的可能。近日，Duke大学的Warren等研制出一种用柔和的可见光透视人体的技术，它可能取代X光成为重要的影像学手段应用于基础医学和临床。     

微空生态隔离成种作用

目前,物种的概念比较混乱。现代生物学认为:种是由构造、习性、机能相似、能相互配育并能产生可育后代的一个自然居群或若干居群。在古生物学上,由于生殖方面难于判断,往往强调形态、生理上的相似性。判断一个物种的标准有四条:(1)形态学标准:根据化石形态的相似性,就可以定为同一种。古生物学在这方面应用较多。(2)生理学标准:考察其是否能够自由交配,主要用于现代生物学方面。这里需要特别指出,物种定义中所说的自由交配是指在自然条件下的自由交配,而不是借助于人为因素使其交配。(3)生态学标准:同种对生态的要求一致。现代生物学可利用其是否生存在同一环境中,古生物学则利用原地埋藏化石的保存关系。(4)生物地理学标准:每一物种分布在一定的范围、占据一定的空间位置。对古生物学来说,可根据原地理藏化石的分布区间。一般认为物种的形成主要有下述三个环节:(1)