西北大学地质学系

大秦网:陕重大基础研究成果宣传采访活动走进西北大学

新西大网站报道 54日,陕西省委科技工委、陕西省科技厅组织的中省主流媒体记者集中采访重大基础研究成果活动走进西北大学,陕西的科技成果发展令人称赞。

 

2011年,中国西北大学研究人员及其国际合作研究者在当年224日出版的《Nature》杂志上以封面论文形式发表了一种被称为“行走的仙人掌”的奇异的动物化石,首次揭示了“原口动物亚界”中令学术界困惑的起源谜团,从而发现了节肢动物演化的关键环节。

 

这一研究成果至今仍意义重大,是陕西基础研究成果的显著成就之一。陕西的科研成果并未止步于此,2017130日,韩健博士“皱囊动物”的发现以封面、亮点论文形式发表在了《Nature》杂志。《Nature》杂志发行148年来一直是科学研究领域最具影响力的媒介之一,是一本内容涵盖自然科学各个领域的学术性、知识性、动态性相结合的综合刊物。西北大学这所百年老校中的早期生命演化团队、中医药研发团队等都在艰苦的研究过程中助力陕西的基础研究成果不断创新发展。

节肢动物“行走的仙人掌”

叶足动物,即是一类具有柔软的叶片状的足(附肢)的动物。这一类群在5.4亿年的寒武纪非常繁盛,现在已全部灭绝。叶足动物虽已全部灭绝,但是它与地球上最大优势类群节肢动物(蜘蛛、蟑螂、蝴蝶、蚊子等)的起源密不可分。

在学术界,节肢动物的起源和多样性分异问题,长期以来是大家关注探索的焦点问题,而想要揭示节肢动物起源的奥秘及演化历程,则需要已灭绝了的“叶足动物”提供直接的化石实证。

化石是曾经生活在地球上远古生命为我们留下的特殊文字,对化石的研究为人类开启了一扇了解生物演化的窗口。

2005年,刘建妮在位于我国云南澄江的寒武纪化石库中发现了一种奇特的生物——“仙人掌滇虫”。它来自5.4亿年前的寒武纪海洋,浑身长刺,身体和腿基本一样粗,也就是后来因其外形酷似仙人掌被称为“行走的仙人掌”生物。

“拿到这个化石的第一反应是觉得很奇特,从未见过身体和腿几乎一样粗的生物。”刘建妮说。在大量阅读文献的基础上,2009年刘建妮初步推断这种生物极有可能曾湮没在远古历史尘埃中节肢动物的一个祖先。

后来,刘建妮和柏林自由大学的MichaelSteiner博士及柏林自然科学博物馆的JasonADunlop研究员仔细观察和研究化石,终于发现“仙人掌滇虫”已经发育出分节的附肢,但却仍保留着柔软的蠕形躯干,这一确凿的化石证据表明节肢动物附肢的分节明显早于躯干的分节,这一发现首次初步破解了节肢动物门起源于早期演化这一长期困扰学术界的科学难题。

皱囊动物巨口无肛的人类远祖

西北大学韩健研究员等在陕西南部宽川铺生物群中微型动物化石的研究中,发现了最古老的原始后口动物——冠状皱囊动物。这种成体仅1毫米的微型动物,被认为代表着显生宙最早期的微型人类远祖至亲。

地球上所有动物共同构成了在亲缘上彼此关联的动物界或动物谱系数;动物界中数以亿计的古今成员依其谱系演化关系可以归并为三个亚界,即较低等的基础动物亚界以及高等的原口动物和后口动物亚界。其中,后口动物亚界的起源演化一直受到学术界的特别关注,恰在于我们人类是这个独特的单谱系大家族的一员。

人类属于后口动物。据了解,动物胚胎发育较早期仅出现一个开口,称为“胚孔”。如果胚孔发育成动物成体口肛合一的开口,该类动物便属于基础动物;如果胚孔发育成动物成体独立的口,而相对的一端形成肛门,具有这种发育方式的动物称为原口动物。

 

如果与原口动物恰好相反,其胚孔发育为动物成体的肛门,而另一端新的开孔发育为动物的口,则称为后口动物。例如海星、海参、海百合、文昌鱼、爬行类、鸟类、人类等都属于后口动物。

最古老的原始后口动物——冠状皱囊动物,把学术界对人类早期祖先的认知,由距今5.2亿年前推至5.35亿年前(十分接近显生宙起点),其体积也由“厘米级”推至“毫米级”。5.2亿年前,澄江动物群中的‘天下第一鱼——昆明鱼目’代表着刚刚创造出头脑和原始脊椎的‘宏型’人类祖先;而5.35亿年前的皱囊动物应该与创造雏形鳃裂的微型人类远祖亲密相关。

韩健研究小组的发现显示,这种毫米级微型动物很可能就是学术界期盼已久的后口动物亚界的一个根,因而代表着显生宙(5.4亿年前)最早期的毫米级人类远祖的至亲。

在此次陕西省委科技工委、陕西省科技厅组织的中省主流媒体记者集中采访重大基础研究成果活动中,展示的优秀科研成果很多,还包括西北大学教授郑晓晖的“宝葫芦”创新药,其阶段性成果“君-使对药”有效成分群辨识技术研究,荣获2014年陕西省科学技术奖一等奖。2015年初,团队关于创新药物研发思路及方法的论文在国际著名科学期刊《Science》“传统医药的艺术与科学”专题中发表。该研究易于针对主症的治疗效应,并且组成简单易于研究操作,为基于中草药的创新药物研究,开启了一扇全新的大门。

据悉,此次集中采访活动是为了进一步宣传陕西省在基础研究领域取得的重大成果,激励广大科研人员投身基础研究,推动科技创新发展,助力陕西科技实力追赶超越。

原文链接:http://xw.qq.com/xian/20170505043469/XAC2017050504346900

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