我们的祖先从水里来——硬骨鱼类起源与早期演化

硬骨鱼类(osteichthyans)是脊椎动物演化的主干,硬骨鱼下分的两大支系,即肉鳍鱼类(lobe-finned fishes)和辐鳍鱼类(ray-finned fishes)分别成为今日地球陆地和水域的征服者,前者最终演化出包括人类在内的四足动物。志留纪-泥盆纪是硬骨鱼类乃至整个有颌脊椎动物演化的关键阶段,硬骨鱼纲的起源、辐鳍鱼类与肉鳍鱼类的分异、肉鳍鱼类的早期演化和四足动物的起源等关键演化事件都出现在这一时期。直到20世纪末,化石资料的匮乏长期以来一直限制着学界对这些 硬骨鱼类起源与早期演化关键事件的了解。近年来,来自中国的梦幻鬼鱼、初始全颌鱼、晨晓弥曼鱼、于氏箐门齿鱼和奇异东生鱼等一系列关键化石的发现与研究极大地改变了上述情况,将硬骨鱼类起源与早期演化推到早期脊椎动物研究的聚光灯下,为脊椎动物“从鱼到人”的演化历史补上了大量缺失的篇章。     

有颌脊椎动物的黎明——志留纪早期鱼类化石揭示有颌脊椎动物的崛起

<正>只有厘清“从鱼到人”的脊椎动物生命演化,才能解答人类的生物学属性从何而来.脊椎动物早期演化的一个重大飞跃是颌与有颌脊椎动物的出现.包括人类在内,地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨(包括上颌与下颌),统称为有颌脊椎动物或有颌类.人类的身体构型和很多重要器官的起源都可追溯到有颌类演化之初.颌的出现与有颌的类崛起具体发生在何地、是如何及为何而发生?已经灭绝的一些有颌类位于脊椎动物之树的什么位置?这些问题需要化石证据及古生物学研究来回答.     

情绪面孔搜索效率的脑形态学基础

人类对面孔加工的特异性和有效性已被许多研究所证实,快速感知他人的情绪表情对个体的社会行为有重要作用.前人研究表明,情绪面孔的加工显著快于中性面孔,神经影像学研究也表明杏仁核等脑区对情绪面孔表现出显著的激活.然而,多种情绪面孔加工的优势效应的共同的大脑结构基础还没有得到揭示.本研究使用视觉搜索范式,验证了情绪面孔搜索显著快于中性面孔搜索.通过计算搜索情绪面孔和搜索中性面孔的拟合直线的斜率之差,得到每个被试高兴和恐惧面孔搜索的效率,发现两种情绪面孔搜索效率呈现显著的正相关.在此基础上,结合核磁共振影像基于体素的形态学分析,研究情绪面孔加工搜索效率的个体差异的大脑结构基础.结果发现,高兴和恐惧的情绪面孔的搜索效率均与右侧后扣带和左侧顶上小叶区域的灰质体积呈显著的相关.这表明,个体对不同的情绪面孔表情的敏感性的个体差异可能有共同的脑结构基础.     

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.     

地质科学发展的新机遇: 对地质学发展趋势的思考

地质学作为一门传统科学, 在经历了板块构造理论革命后, 正在面临新的发展机遇——社会可持续发展的需求, 在全球环境变化、人类与自然协调发展等方面提出了许多前所未有的科学命题; 随着地球科学各分支学科在各自领域的深化, 并在系统性和整体性的高度上相互结合, 形成了关于地球系统的新兴领域, 成为地球科学发展所面临的重大挑战. 面对地球科学发展的新趋势, 地质学家将在地球环境演变的历史记录、地球生命与环境的协同演化、固体地球内部与地球表层的联系及其相互作用以及现代地质过程与人类活动的互馈等领域作出独特的贡献. 在研究理念上, 从“将今论古”的认识过程, 发展到以地质记录为现代过程及未来预测提供启示. 我国地质学具有独特的地域优势和研究积累, 如能抓住发展的机遇, 可能出现新的繁荣时期, 并为社会做出重要贡献.     

人类外貌悄悄地在改变

人脸渐渐变小 一系列的科学研究表明,自从人类开始进入农业社会以来,面部就在慢慢变小.美国密歇根大学的人类学教授查尔斯·罗林·布雷斯表示,人类的脸每1 000年缩小1%～2%,因为人类面部的骨骼逐渐缩短,牙齿也在减少和变小.1万年前,每个人都长智齿,但是现在只有一半人才长,而其他牙齿也变小了许多.     

南方古猿Taun幼儿头骨:改变对人类起源认识的化石

正人类的出现是地球和生命发展史上的一个重大事件.尽管目前对人类起源与演化的许多问题尚未阐明,经过一个多世纪几代人的探索与努力,古人类学界已经建立了人类起源与演化的大致框架.根据迄今发现的古人类化石证据,人类起源与演化的历史至少可以追溯到大约700万年前,经历了撒海尔乍得人、原初人、地猿、南方古猿、能人、直立人、古老型智人、海德堡人、尼安德特人、早期     

认知的系统发生比较:演化心理学研究进展

认知的演化研究有助于揭示人类认知的独特性等相关问题,是人类心理研究的重要领域之一.目前,对认知演化问题的研究出现了一些新探索——认知演化的系统发生研究,即通过对某种认知能力进行跨多物种研究,并通过联系演化压力的相关因素进行分析.现有研究已经在一定程度上说明了认知能力演化的规律.本文从理论贡献、研究取向以及实践研究3个角度对认知演化的系统发生进行论述,旨在对认知能力的演化规律进行理论的探索和实践方法的扩充.     

苦味受体基因家族功能和演化研究的最新进展

苦味的识别作为一种防御机制, 能帮助动物避免摄入有毒物质, 它在动物的长期进化过程中起着至关重要的作用. 由于不同动物具有不同的生存环境和取食偏好, 使苦味识别能力在动物的长期进化中产生了分化. 苦味的识别源于苦味物质和苦味受体的结合, 所以对编码苦味受体基因的研究成为研究苦味识别的分子基础. 近年来, 随着体外功能实验体系的建立, 越来越多苦味受体的配体被发现. 另一方面, 随着许多脊椎动物基因组的测序完成, 人们对苦味受体基因家族的演化研究也取得了很大的进展. 对演化驱动力的研究, 能够使我们了解不同物种中苦味受体功能的变化趋势, 从而帮助我们发现更多的苦味配体. 本文主要介绍了苦味受体基因家族的功能及其在脊椎动物中演化的最新进展, 并对苦味受体基因家族今后的研究提出了展望.     

“面子”的起源：最早的“嘴脸”

正我们有"面子",在演化上拜谁所赐?中国古生物学家朱敏研究员带领的跨国研究团队,2013年9月25日在《自然》杂志上报道了来自云南曲靖4.19亿年前的志留纪盾皮鱼类——初始全颌鱼(Entelognathus primordialis),揭开了"面子"起源的面纱[1]。颌骨是构成面部骨骼的主体,长着上下颌骨的脊椎动物称为有颌类,种类数占现生脊椎动物的99.7%。从骨骼结构上来说,有颌类似乎就应该是有"嘴脸"或"面子"的动物。探寻我们"面子"的起源之谜,自然要     

脊椎动物附肢发育及进化机制的研究进展

动物形态的多样性造就了丰富多彩的动物世界.脊椎动物附肢形态的发生一直以来是研究物种形态进化发育的典型例子.脊椎动物的附肢在漫长的进化历程中发生了多次重大的改变,这大大提高了脊椎动物的适应性.另外,在由水生鳍向陆生足演化以及四足动物形态各异的四肢发育过程中,涉及很多与发育相关的基因和调控通路.本文结合发育生物学和遗传学的证据,综述了近年来对脊椎动物四肢发育及进化机制的相关研究,强调了基因的时空差异表达及调控是造成生物形态适应性进化的主要驱动力.     

面孔吸引力对经济决策的影响机制

面孔吸引力影响人类的经济决策,人们对高吸引力和低吸引力博弈对象的决策不同.大量研究报告美貌溢价效应,另一些研究则发现美貌惩罚效应.前人提出经济学、社会心理学和进化心理学3个取向来解释面孔吸引力影响决策的原因.经济学取向和社会心理学取向都只提供了描述性解释,忽略了性别的作用.进化心理学取向则提出更深层次的解释,认为人类对高吸引力面孔的偏好主要受到择偶动机的驱使,且人们更偏爱高吸引力的异性.虽然这3个理论体系的解释层级不同,但并不互斥,它们在预测不存在性别差异的美貌溢价现象时有共同的解释力.电生理研究进一步从决策过程中面孔吸引力的认知加工和对公平以及风险的感知的影响方面揭示面孔吸引力影响经济决策的神经生物学机制,发现高吸引力面孔在决策过程中能诱发较大的晚期正成分,并激活伏隔核、眶额叶皮层、腹侧纹状体等与奖赏加工有关的脑区.未来研究应探究真实经济决策情境中,面孔与嗓音、气味等多通道吸引力的交互作用,建立不同面孔吸引力水平的动态连续变化模型,并将电生理研究与现有理论体系整合,全面阐释吸引力影响经济决策的神经机制,并充分挖掘面孔吸引力影响决策的中介变量和调节变量,为控制招聘等活动中的外貌偏见提供...     

从元素起源到智能演化:“地球系统史”讲习班在上海成功举办

正2016年5月23~27日,同济大学海洋地质国家重点实验室和IODP中国办公室联合举办为期5天的"地球系统史"讲习班.由美国罗格斯大学的Paul Falkowski教授主讲,涉及星球形成与元素演化、生命的化学组成和复杂性演化、地球宜居性变化、人类智力演化及其对地球改造能力等内容.来自39个单位(包括香港和海外)的地质、生物、行星等学科领域的150余位研究人员和学生参加了讲习班.     

人类疾病与人类生态

人类生态学是研究人类与其生存环境相互关系的科学。人类是自然界演化的产物,而人类产生之后,又组成了一个有别于自然界生物的人类社会,形成独特的人类社会生态系统。现代人类生态系统是社会生态系统与自然生态系统对立统一的产物,是它们综合作用的结果。人类的繁殖发展、人口数量、居民分布、人群健康、个体特征、寿命长短等都与人类的生态系统(包括自然生态和社会生态两方面)的结构特点、区域性质和发展演化紧密相关。作为人类生态重要一环的健康与疾病问题,更与其生存的生态系统休戚与共。所谓疾病,是     

爬行动物

与鱼类、两栖类、鸟类、人类以及其他哺乳类动物一样,爬行动物也属于脊椎动物.那爬行动物与其他脊椎动物有何区别呢?与鱼类和两栖类不同,爬行动物的繁殖不需要在水中进行.它们身体上覆盖的鳞片有助于防止水分的散失.此外,大多数爬行动物在陆地上繁殖后代.有些爬行动物是卵生的,有些则从体内直接产出后代.     

人类外貌一直在悄悄地改变

今天的人类是数百万年前与猴子有血缘关系的类人猿进化来的。但是到了今天,人类的外貌已经和猴子、类人猿相去甚远。科学研究表明,人类的外貌一直在悄悄地变化,推动这种变化的最大力量是饮食的不断改善。人脸在渐渐变小最近一系列的科学研究表明,自从人类开始进入农业社会以来,面部就慢慢变小。密歇根大学的人类学教授查尔斯·罗林·布雷斯表示,人类的脸每1000年缩小1%～2%。人类面部的骨骼逐渐缩短,牙齿也开始减少和变小。1万年前,每个人都长智齿,但是原始人因为食物粗糙而脸大现在只有一半人才长,而其他牙齿也变小了许多。俄亥俄州立大学…     

热河生物群脊椎动物的辐射及其环境背景

近年来, 热河生物群各门类的研究十分活跃. 特别是在鸟类与飞行的起源、早白垩世鸟类、恐龙、哺乳类、昆虫和被子植物的进化研究等方面, 已有若干重要成果问世[1~5], 并引起国内外学术界及公众的广泛关注. 热河生物群的研究揭示了早白垩世许多重要生物门类进化辐射的型式和过程, 包括被子植物和鸟类演化历史上的第一次显著的辐射, 早期哺乳动物的分化, 以及白垩纪恐龙类群的早期辐射等. 由于相同的环境背景, 热河生物群脊椎动物的辐射具有许多共同的特点. 如出现了大量树栖生活或者植食性的种类, 表明它们的辐射和当时繁茂的植被环境紧密相关. 习性和食性的分化还成为热河生物群翼龙、恐龙、鸟类和哺乳类进化辐射的重要标志.     

深空探测之前沿科学问题探析

深空探测的驱动力源于人类探索未知的天性,是科学研究的前沿领域之一.自二十世纪六七十年代的月球探测高潮以来,人类的深空探测任务已经实现了对太阳系八大行星等主要天体的探测,获得了大量的科学发现,同时也发现了更多未解之谜.进入21世纪以后,人类深空探测迎来了又一次高潮,参与探测的国家和探测任务的数量都有了巨大提升,技术的发展也提高了探测的成功率.从太阳系形成到生命出现并演化到智慧生物,太阳系经历了复杂的演化过程,地球和其他行星环境经历了剧烈变化.要证实和重建这个过程还有大量科学问题有待回答,需要依赖更多精密计划的深空探测任务去寻找线索.太阳系的形成与演化、行星宜居性、地外生命探索等是当前深空探测的核心科学内容.前太阳系物质组成、太阳系的初始状态、行星系统的形成过程是太阳系形成与演化研究的关键科学问题,类地行星沿不同路径演化的原因是行星宜居性研究的重要方面.地外生命探测是深空探测的核心内容之一,生命的起源与演化、地外生命信号识别、地球极端环境类比等是主要的研究内容.针对已经计划和正在论证的深空探测任务,系统梳理其中的前沿科学问题及其研究现状和研究手段,能够为深空探测任务的科学规划提供参考,孕育...     

海洋模式动物海鞘及其脊索发育与调控

海鞘属于尾索动物,是与包括人类在内的脊椎动物进化距离最近的无脊椎动物.海鞘幼虫背部具有脊索,是无脊椎动物和脊椎动物的过渡类型,在研究脊椎动物起源和脊索动物进化中具有非常重要的地位.海鞘还是滤食性生物类群,在控制碳流向等海洋生态过程中起重要调节作用.海鞘卵及胚胎透明、身体结构简单、胚胎发育的细胞谱系明确,是镶嵌型发育的典型模式动物.最近,随着几种海鞘基因组的解析以及基因和胚胎操作技术、细胞生物学和实时影像等技术在海鞘生物学研究中的应用,海鞘发育生物学研究取得了令人瞩目的进展.本文阐述了尾索动物的进化地位和海鞘的生物学特征及其海洋生态学功能,概述了现阶段海鞘生物学研究的技术手段和可共享的遗传材料及基因等网络资源,着重论述了模式动物玻璃海鞘的特征器官脊索的起源与发生以及脊索管腔形成所经历的复杂细胞学过程和分子调控机制,总结了最近国内外海鞘生物学研究进展,提出了未来的发展方向以及需要开展工作的重要领域.     

精神分裂症患者对自我面孔熟悉性加工的选择性损伤

自我概念是人类心智的核心特征,而自我的改变被认为是精神分裂症的核心障碍.前人研究表明,精神分裂症患者在识别自我面孔时存在困难.由于自我面孔既与自我概念有关,又是高度熟悉的,因而无法确定究竟是自我意识的损伤还是对自我面孔熟悉性的识别受损导致精神分裂症患者在自我面孔识别上的障碍.本研究采用自我面孔、熟悉面孔和陌生面孔以不同比例两两合成得到的合成面孔作为刺激,要求被试识别合成面孔,直接检验上述两个假设.我们发现病人对自我的识别与对熟悉性的识别是两个独立的加工过程.而且,精神分裂症患者在识别面孔熟悉性上的表现显著差于正常控制组被试,而在识别自我的能力上并未发现两组被试之间的差异.综上所述,本研究的结果表明,精神分裂症患者对面孔熟悉性的加工受到了损伤,而非对自我的加工过程受损.因此本研究挑战了精神分裂症患者自我面孔识别的障碍反映其自我意识的解体这一假说.