寒武纪的“蚯蚓”——鳃曳动物*

鳃曳动物在寒武纪曾经辉煌一时,但因躯体构型以及生活方式等诸多因素限制,其各大支系随后相继绝灭,唯有鳃曳形目一息尚存至今。研究表明鳃曳形目自寒武纪以来形态未发生较大变化,无论在宏观还是分子水平都属于活化石,这种进化保守性以及新近发现的寒武纪胚胎化石对于了解动物的变态发育起源至关重要。     

早寒武世澄江化石库中叶足状蠕形动物火把虫的再研究

1989年报道的早寒武世澄江化石库的云南火把虫(Facivermis yunnanicus Hou et Chen)躯体的前部具有5对触手, 而尾部被解释成简单的尖缩状; 并认为可能与环节动物的多毛类相关. 此后, 它又被解释为与五口动物或触手冠动物等类群具有亲缘关系. 最近西北大学早期生命研究所发现了完整云南火把虫标本: 完整的云南火把虫不仅显示了躯干前端的5对叶足状附肢, 而且还保存了具2~3圈钩刺的倒梨形尾部. 基于这些重要形态学信息, 本文作者对云南火把虫的分类位置予以重新界定: 其5对叶足状附肢与神奇啰哩山虫(Miraluolishania Liu et Shu)的前躯干附肢十分相近, 似为同源构造, 因而很可能与叶足类具有较近的亲缘关系. 此外, 云南火把虫的5对叶足状附肢对于探索叶足类动物和节肢动物附肢的起源更具有重要的科学意义.     

对“早寒武世曳鳃形目化石分类问题的讨论”一文的答复

因为化石保存以及埋葬过程中的复杂性,黄迪颖等[1]依据新的证据对澄江化石库中一些化石鳃曳动物的形态和分类问题提出了与韩健等[2]相左的看法,这些看法对于研究寒武纪生物爆发过程中翻吻动物的多样性非常有意义,但其中部分内容值得进一步商榷:1关于Xiaoheiqingellapeculiaris,     

澄江化石库中具眼睛的珍稀叶足动物及其在节肢动物起源上的意义

长久以来, 地球上最大的优势类群节肢动物的起源一直是学术界激烈争论的重大论题之一. 传统上认为节肢动物与环节动物密切相关, 但新的分子生物学资料表明这两大类群分属于原口动物超级谱系中的不同分支. 尽管古生物学家多认为节肢动物应该植根于早期一类称作叶足动物的具有成对不分节附肢的蠕虫, 但却始终未能发现可靠的中间桥梁去联系它们. 本文报道一种发现于著名的早寒武世澄江化石库中兼有叶足动物和节肢动物镶嵌特征的珍稀动物. 一方面, 它具有节肢动物的关键创新特征, 例如成对的眼睛和触角所显示的初步头化, 以及初级异律分节躯干所显示出的躯干分部性; 另一方面, 它却保留了叶足动物的典型特征: 如蠕虫状的体形、背刺以及叶足状附肢. 这一珍稀过渡类型的发现将为节肢动物的起源探索投进新的曙光; 这一发现也暗示着, 最原始的节肢动物很可能具有成对的单支型附肢, 而双支型附肢只是后来演化的产物.     

早寒武世澄江化石库中鳃曳形目的早期祖先

对澄江化石库中鳃曳虫科的最古老的直接祖先Xiaoheiqingella peculiaris以及Yunnanpriapulus halteroformis 进行深入研究, 认为二者很可能为同物异名, 其躯干之后存在一对而不是一个尾附肢, 肛前区发现可能的生殖管. 另外报道了一个极为稀有的化石鳃曳动物新属种Paratubiluchus bicaudatus gen. nov., sp. nov. (双尾拟管尾虫), 其特征为: 25列吻突, 明显的颈区, 无环纹的躯干以及一对尾附肢, 虫体各部分的比例与现生鳃曳动物的兜甲幼虫以及幼虫型鳃曳动物Palaeopriapulitidae科比较接近, 推测为Tubiluchidae科的直接祖先之一, 双肢型的尾附肢可能为Priapulidae科和Tubiluchidae科的共祖衍征. Paratubiluchus gen. nov. 很可能起源于具25列吻突的幼虫型鳃曳动物, 而且恰好处于兜甲幼虫型鳃曳动物与成虫型鳃曳动物的中间环节.     

早寒武世进攻型有毒节肢动物

为了防御敌害或捕杀猎物,许多现生动物发育有专门分泌和储藏毒素的毒腺,然后再通过专门的组织和器官,例如表皮组织、螫针、螫肢、毒牙等,将毒素排出体外,使敌害或猎物中毒.我们将这类能产生毒素的动物统称为有毒动物.防御型有毒动     

脊椎动物实证起源

早寒武世海口鱼和海口虫的发现涉及到脊椎动物起源这一重大论题, 近年来引起了热烈的讨论. 大量海口鱼新材料不仅证实了原先认识到的背鳍、腹鳍、“之”字形肌节等重要性状, 而且还揭示出原始脊椎和头部感官两类关键性特征; 这种仍保留无头类原始生殖器官特征的脊椎动物很可能就是有头类始祖. 在无颚纲中建立了1个新目昆明鱼目和新科昆明鱼科, 描述了一个新属种长吻钟健鱼. 新发现的1400余枚海口虫标本提供的多方位解剖学信息显示, 其皮肤、肌肉、呼吸、循环等器官系统与脊索动物明显不同, 相反, 其躯体构型与古虫类相近, 而兼有背、腹神经索的“过渡型”神经系统, 与半索动物相一致. 基于一系列最早期后口动物新发现, 本文提出的脊椎动物起源分“五步走”的假说, 在原口动物与脊椎动物之间架起了一座演化桥梁, 其中后四步与现代动物谱系分析的“四步走”假说相一致, 更增添了关键性的第一步; 于是, 华南便应该是世界上脊椎动物已知最早的发祥地.     

寒武纪冠轮动物化石研究进展与假体腔动物的实证起源*

冠轮动物(Lophotrochozoa,即Spiralia)几乎涵盖了所有的非蜕皮类原口动物,包括许多不同的动物门类。目前主要分为三个支系,即由软体动物、环节动物、纽形动物、腕足动物、帚虫动物和星虫动物门组成的担轮动物(Trochozoa),由环口动物、内肛动物和苔藓动物门组成的群居虫类(Polyzoa),以及由许多小的动物门类组成的扁形动物(Platyzoa)。最近,寒武纪大爆发期间冠轮动物的形态和系统学研究取得了很大的进展,但群居动物和扁形动物两大冠轮分支的化石记录几乎仍是空白。最近,西北大学早期生命研究所对新近收集的400多个瘤状杯形虫(Cotyledion tylodes Luo et Hu, 1999)化石进行了重新研究,表明澄江化石库中早期发现的这类疑难类化石可能代表一类具骨骼的干群内肛动物。研究表明这类生物身体呈高足杯形,由杯形萼部和圆柱形的固着柄组成,固着柄的末端具有盘状的吸盘,用以附着在其他生物的外骨骼或身体上。杯体内具有U型的消化道,两端分别洞开于口和肛门,均包围在由一圈可自由伸缩的柔韧触手组成的纤毛环内。然而与现生的假体腔内肛动物相比,瘤状杯形虫个体较大,身体高度可达8～56 mm,身体表面覆盖一层疏松或紧密排列的圆形或椭圆形的骨片。另外,化石观察表明瘤状杯形虫固着柄的中央具有杯体向后延伸的体腔,属于有体腔类动物。因此,现生内肛动物体腔的丧失可能是衍征(apomorphy),其微型的身体以及解剖和体壁的简化可能是动物小型化作用(miniaturization)的结果,或者是现生内肛动物群居附着生活的适应性演化有关。具骨骼干群内肛动物的发现对理解早期冠轮生物的系统演化和相互关系有重要意义。     

物理学中的世纪难题：高能宇宙线的起源之“谜”*

  自从20世纪20年代宇宙线被发现以来,其起源问题一直为人们所困惑。这一未解之谜也因此被列入21世纪11大科学难题之中。在宇宙线起源的探寻中,不受磁场偏转影响的中性成分（如光子和中微子）很自然的成为宇宙线源头的信使。此外,通过测量受磁场影响微小的高能（>50 EeV）带电粒子,也可以获取源的信息。通过大量的实验研究,γ天文学取得了巨大成就,并有望破解世纪之谜。为了提高地面探测器的观测能力,发展宽视场和高灵敏度的巡天扫描探测手段有着至关重要的意义。位于中国西藏羊八井国际观测站的两个实验所采用的正是这种大气簇射的测量方法,它们分别是中意合作ARGO实验和中日合作ASγ实验。为获得更高灵敏度,笔者提出了在西藏羊八井建立集5种探测手段于一身的的大型复合实验阵列(LHAASO)。本文对宇宙线观测的发展历程以及前景做了详细介绍,在后半部分对LHAASO的物理背景和实验方案进行了详尽的阐述。     

小鼠，模式生物中的“常青树”

回顾了小鼠走进实验室的发展历程,并结合实际介绍了自发突变小鼠、基因修饰小鼠在生命科学研究和生物医药发展中的科学意义和应用价值,展望了基因修饰小鼠模型的研发新技术。     

元古代与生命进化——从生态学和进化角度探索环境与生命的关系

元古代（距今25亿年前至距今5.45亿年前）是地球和生命进化历程中一个非常重要的时期。元古代也是古生代寒武纪（距今5.45亿年前至距今5.2亿年前）的前夕。距今38亿年前地球最早生命诞生以来,至元古代早期第一个真核细胞开始出现;从无性分裂或出芽繁殖的原核生物到有性繁殖的真核单细胞生物以及从单细胞的原生动物到真核多细胞的后生动物的进化,无疑是生命进化过程中非常重要的事件。古生代寒武纪发生了震惊生物界,并且在全世界产生了意义深远的生命大爆发。因此,元古代的环境与生命进化具有承前启后的重要意义。     

恐龙的繁殖行为：来自恐龙蛋（胚胎）化石的证据

过去的一段时期以来，有关恐龙繁殖行为的研究令人产生了从未有过的兴奋，并引起了公众的极大关注。丰富的恐龙蛋（胚胎）化石的新发现为恐龙繁殖行为的研究提供了前所未有的证据。研究表明：恐龙的繁殖行为有些方面类似于鳄类，有些方面又类似于鸟类，但又不失其自身显著的特征。通过对恐龙产蛋、筑巢和孵蛋行为的研究，不仅帮助我们认识了恐龙繁殖行为的演化历史，同时也阐述了恐龙蛋的形态特征和体温调节功能。     

太阳系演化的插曲

太阳系经历了约50亿年的演化史。在这漫长的时期中,短时标的灾变事件可能对一些太阳系天体（包括行星、月球和其他卫星、小行星以及行星环等）的形成和演化起了某种决定性的作用。     

评弗兰克·威尔茨克的《存在之轻》——一本关于物质起源, 以太以及统一场论的书

<存在之轻>("The Lightness of Being")是当代物理学家弗兰克·威尔茨克2008年推出的一本新书.弗兰克·威尔茨克是2004年度诺贝尔物理学奖得主,他得奖的理论是量子色动力学(OCD:Quantum Chromodynamics).