Se separaron cuidadosamente de las rocas pequeños fósiles con un diámetro de aproximadamente 1 mm y se colocaron bajo un microscopio. Se utilizó tecnología de microtomografía de rayos X de ultra alta resolución para un escaneo tridimensional para reconstruir los fósiles en la superficie. monitor de estructura tridimensional. Basándonos en este análisis, podemos descubrir la historia evolutiva de los animales escondidos detrás de los fósiles.
Este es el trabajo diario de Yin Zongjun, investigador del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing, Academia de Ciencias de China. El equipo de investigación dirigido por el joven científico de 35 años utilizó la última tecnología de imágenes tridimensionales no destructivas para escanear más de 300 especímenes fósiles de gusanos espirales y demostró que existe una división celular en los gusanos espirales, que es muy similar. al desarrollo temprano de embriones animales. "Hace 600 millones de años, los caracoles de Weng'an eran parientes antiguos de los animales modernos". Recientemente llegó a esta conclusión en un artículo publicado en Science Advances, una filial de la revista Science.
"Esta es mi respuesta preliminar al problema de Darwin", dijo Yin Zongjun. Es bajo, tiene una mente activa y habla rápido. "La autodisciplina me da libertad" está impreso en el suéter, que es muy similar a su estilo habitual. Desde hace más de diez años, esta investigación y su sueño nunca han cesado.
Apasionado y obsesionado por el misterio del origen animal
En 2006, Yin Zongjun, un estudiante de primer año de la Universidad de Geociencias de China (Wuhan), abandonó sus estudios para ingresar en un posgrado y optó por para tomar el examen de ingreso de posgrado - a la montaña nacional de investigación paleontológica - —El Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing, de la Academia de Ciencias de China, lanzó una ofensiva.
¿Por qué estás tan decidido? Esto está relacionado con el camino de investigación que se propuso. Yin Zongjun creció en las montañas Dabie. Su hermana le regaló una serie de enciclopedias naturales para estudiantes de primaria. "Hay seis libros en este conjunto y los que más me gustan son la geología y los animales. Uno habla de las rocas y minerales de la tierra, montañas y ríos famosos, y el otro habla del nacimiento de los seres humanos a partir de animales antiguos. Podría "No lo dejé, y el libro pronto quedó obsoleto", explica Yin Zongjun.
¿No es la intersección de las ciencias de la tierra y la zoología simplemente paleontología? Al mirar hacia atrás, muchos años después, se dio cuenta de que las semillas de la ciencia se habían plantado silenciosamente en su corazón en ese momento.
Cuando fue admitido en la universidad, Yin Zongjun se matriculó en la carrera de geología. Los hermanos y hermanas mayores dicen que los graduados con especialización en geología son los más populares y ricos. En cambio, están cursando maestrías y doctorados en paleontología, lo que se está volviendo cada vez más impopular. Pero Yin Zongjun decidió ir temprano a la escuela de posgrado. Aprendió en clase que Darwin mencionó una vez un problema difícil que desafiaba la teoría de la evolución: los antepasados de la mayoría de los animales superiores modernos aparecieron repentinamente en los estratos en forma de una gran explosión a principios del período Cámbrico, hace entre 5,41 millones y 518.000 años después. conocida como la "explosión de vida del Cámbrico", sin embargo, faltan registros fósiles relacionados con animales en la larga historia de la Tierra antes del período Cámbrico;
La explicación de Darwin para esto es que el registro fósil no se ha conservado por completo, y es posible que los animales anteriores al Cámbrico no hayan dejado ningún registro fósil. Esta explicación causó una gran controversia durante los siguientes 100 años y fue llamada la "trampa de Darwin". "Han pasado más de 100 años. ¿Por qué la trampa de Darwin sigue siendo un misterio?" El objetivo de Yin Zongjun es ser científico y explorar los límites del conocimiento.
Excavando códigos biológicos en pequeños fósiles
Con preguntas, Yin Zongjun vino a la Academia Nangu para su proyecto de graduación. El objetivo que eligió fue la biota Weng'an.
La Biota Weng'an se produce principalmente en los estratos portadores de fósforo de las montañas Beidou en Weng'an, Guizhou. Conserva fósiles de hace 600 millones de años en forma de fosfatos y nació antes del Cámbrico. explosión. Por lo tanto, esta biblioteca de fósiles, que puede preservar los animales más antiguos del mundo, es considerada en los círculos académicos como "el amanecer del mundo animal".
"En el verano de 2006, recogí cientos de kilogramos de piedras de la montaña Beidou, las empaqueté y las envié a Nanjing. Buscar fósiles era como buscar una aguja en un pajar". Recuerdo que aquel verano fue muy caluroso. Primero utilizó métodos químicos para derretir cientos de kilogramos de piedra, y luego buscó fósiles en el residuo poco a poco y los observó con un microscopio. No me atrevo a encender el ventilador eléctrico porque tengo miedo de que el viento se lleve los residuos de piedra.
Finalmente, Yin Zongjun descubrió una gran cantidad de fósiles que nunca antes se habían visto. Uno de los fósiles es muy especial, mide menos de 1 mm de diámetro y parece un embrión de animal moderno con espirales en su superficie. Este es el fósil que luego fue llamado "Cyclospirillum Ung'an".
Observar y analizar la estructura morfológica de fósiles recién descubiertos a través de microscopios y microscopios electrónicos de barrido es suficiente para completar la tesis de graduación. ¿Pero cuál es la estructura dentro del misterioso fósil? ¿Son animales, plantas o algas? Estos requieren más estudio.
“Quiero participar en una investigación que me interese y solo hay un camino para llegar al final”, dijo Yin Zongjun. En el segundo año de su maestría, fue seleccionado y tuvo la oportunidad de estudiar directamente un doctorado.
Estos ejemplares fósiles son muy pequeños, y las hojas más delgadas son más gruesas que ellos. Si desea recrear la estructura interna, debe utilizar equipo profesional como un escáner CT de hospital. En aquel momento, Europa tenía el acelerador de radiación sincrotrón más avanzado del mundo, que podía escanear la estructura interna de objetos de escala micrométrica. Durante su doctorado, Yin Zongjun solicitó estudiar en Francia y tomó miles de muestras para explorar los códigos biológicos en pequeños fósiles.
Pero incluso con el equipo, "hacer una TC" no es fácil. Este dispositivo científico a gran escala no está hecho a medida para escanear microfósiles, por lo que cuando se utiliza para "hacer TC" en microfósiles, el método de escaneo y muchos parámetros deben explorarse y ajustarse repetidamente. Por ejemplo, si la configuración de la fuente de luz es demasiado débil para penetrar la señal, puede quedar sobreexpuesta si es demasiado fuerte.
"Me llevó varios meses dominar la tecnología de escaneo. Desafortunadamente, los fósiles de foraminíferos espirales en Chun'an tienen una capa gruesa y la mayoría de las estructuras internas se han descompuesto. No todas las muestras escanearon el interior estructura, por lo que era imposible saber qué era "Afortunadamente, Yin Zongjun obtuvo otros logros mientras estudiaba en el extranjero: al escanear otras muestras, descubrió las primeras esponjas y los primeros fósiles embrionarios...
Estos Los estudios aún están lejos de dar respuesta al "dilema darwiniano". "No podemos ir hasta Europa cada vez y utilizar máquinas de otras personas para escanear fósiles". Yin Zongjun comenzó a sentir que debería tener tecnología avanzada y dejar que su equipo "realice tomografías computarizadas" en fósiles.
Innovación, deja que la tecnología de vanguardia ayude a las disciplinas antiguas
No es realista "mover" hacia atrás el avanzado acelerador de radiación sincrotrón. No hay otro camino que confiar en la innovación.
Con el apoyo del Instituto Nanguo, Yin Zongjun comenzó a establecer un laboratorio de micro-CT fósil después de graduarse con su doctorado en 2012, y lo completó en 2015. Al ingresar a este laboratorio, se encuentran disponibles todo tipo de instrumentos y equipos: en términos de hardware, hay "máquinas CT", microscopios, estaciones de trabajo de gráficos y pantallas digitales, en términos de software, hay varios procesamiento de datos de imágenes profesionales y tres-; Herramientas de visualización dimensional. No sólo se utiliza para el estudio de los fósiles de la biota de Weng'an, sino que también respalda la investigación sobre la diversidad de insectos en el ámbar, los orígenes de los bosques y otros temas paleontológicos.
“Este laboratorio tiene innovación original e innovación integrada”. Yin Zongjun presentó que la tecnología de escaneo de muestras múltiples, pendiente de patente, es una innovación independiente. "Escanear manualmente cada muestra en la plataforma de muestra requiere mucho tiempo y es laborioso. Si se puede realizar un escaneo automático e ininterrumpido, puede ayudar a los investigadores científicos a tener las manos libres y mejorar en gran medida la eficiencia de la utilización del equipo", dijo Yin Zongjun. La tecnología de la información y esta antigua habilidad Las disciplinas pueden chocar entre sí. Al configurar parámetros y programas a través del software, no sólo permite que la etapa de muestra "conozca" el tiempo y el método de escaneo de cada muestra, sino que también puede "encontrar" la siguiente muestra en la cola e "invitarla a la etapa".
En junio del año pasado se logró un gran avance en el estudio de los fósiles de Helicobacter urganensis. Mediante el análisis de la estructura interna y la información biológica de los fósiles, se confirmó que eran organismos unicelulares y pertenecían al "grupo hermano" de los animales. En base a esto, podemos comprender la información biológica del mismo ancestro de los animales, lo que proporciona información fósil importante para comprender de dónde vinieron los primeros animales.
“Haciendo investigación paleontológica, especialmente sentado en el banco, la razón por la que puedo perseverar no es solo mi propio amor, sino también el apoyo incondicional del instituto y el progreso en el proceso de investigación. haga grandes esfuerzos en las primeras etapas y pruebe la alegría del éxito". Yin Zongjun dijo que la verdad de la evolución animal está emergiendo gradualmente y que el "dilema de Darwin" algún día se resolverá por completo.