利用同步加速器X射線成像技術(shù)——化石掃描揭示古生物重要生長信息

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8月13日，《科學(xué)進(jìn)展》雜志最新發(fā)表了一項(xiàng)研究，揭示了早期哺乳動(dòng)物在漫長“生命史”的關(guān)鍵時(shí)期是如何生長和發(fā)育的。包括英國倫敦瑪麗女王大學(xué)在內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)此次利用同步加速器X射線斷層掃描技術(shù)，對(duì)化石牙根中的生長環(huán)進(jìn)行成像，從而推測(cè)出這些古代生物的壽命、生長速度，甚至性成熟的時(shí)間。這是第一次如此詳細(xì)地重建這些早期哺乳動(dòng)物的生長模式。

通過研究這些生長環(huán)的間距和質(zhì)地，人們不僅可知道這些動(dòng)物在不同生命階段的生長速度，還可推斷出它們的新陳代謝和整體生命史。

新研究回答了關(guān)于早期哺乳動(dòng)物生命史的一個(gè)重要問題：現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的生長模式是何時(shí)進(jìn)化的？以往研究認(rèn)為，早期哺乳動(dòng)物的生長可能更像現(xiàn)代哺乳動(dòng)物，而此次研究結(jié)果挑戰(zhàn)了之前的假設(shè)。

團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代哺乳動(dòng)物生長模式的最初跡象（幼年動(dòng)物在青春期停止生長的高增長率）起源于大約1.3億年前最早的真正哺乳動(dòng)物。相比之下，早期進(jìn)化的哺乳類在一生中變化相對(duì)較小。然而，這些動(dòng)物的生長速度仍然比大鼠和小鼠等現(xiàn)存的小型哺乳動(dòng)物慢得多，壽命也長得多，最長壽命在8—14歲之間。這種生長率變化的時(shí)間，以及生長環(huán)結(jié)構(gòu)的變化，表明這些動(dòng)物何時(shí)進(jìn)入青春期，以及何時(shí)性成熟。

數(shù)據(jù)表明，雖然現(xiàn)存的小型哺乳動(dòng)物在出生后數(shù)月內(nèi)就會(huì)性成熟，但最早的哺乳動(dòng)物需要數(shù)年才能達(dá)到性成熟。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這種漫長的生命史在整個(gè)侏羅紀(jì)時(shí)期的早期哺乳動(dòng)物中都很常見。哺乳動(dòng)物獨(dú)特的生命史特征，如高代謝率和延長親代撫育時(shí)間，是經(jīng)過數(shù)百萬年逐漸進(jìn)化而來的。侏羅紀(jì)時(shí)期似乎是這一進(jìn)化的關(guān)鍵時(shí)期。

團(tuán)隊(duì)使用同步加速器X射線斷層掃描的技術(shù)，對(duì)化石牙骨質(zhì)（將牙齒連接到頜骨的骨組織）中的微小生長環(huán)進(jìn)行成像。這些環(huán)與樹木中的環(huán)相似，但尺寸較小。通過計(jì)算環(huán)數(shù)并分析其厚度和質(zhì)地，研究團(tuán)隊(duì)得以重建這些滅絕動(dòng)物的生長模式和壽命。

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