중국과학원 난징지질고생물학연구소 연구원인 인종준은 "고생물학 연구를 할 때는 특히 벤치에 앉을 수 있어야 한다"고 말했다. 그는 화석 뒤에 숨겨진 동물 진화의 역사를 밝혀내고자 10년 넘게 이 인기 없는 주제에 집중해 왔습니다. 이러한 끈기는 사랑뿐만 아니라 과학 연구의 발전과 연구소의 지원에서도 비롯됩니다.

직경 1mm 정도의 작은 화석을 암석에서 조심스럽게 분리한 뒤 현미경 아래에 놓아 초고해상도 X선 현미경을 이용해 3차원 구조를 재구성했다. 디스플레이에. 이 분석을 바탕으로 화석 뒤에 숨겨진 동물의 진화 역사를 밝힐 수 있다.

중국과학원 난징지질고생물학연구소 연구원인 인종준(Yin Zongjun)의 일상 작업이다. 이 35세 젊은 과학자가 이끄는 연구팀은 최신 3차원 비파괴 영상 기술을 이용해 300개 이상의 로티퍼 화석 표본을 스캔해 로티퍼 내부에 세포 분열이 있다는 사실을 밝혀냈다. 초기 동물 배아의 발달은 매우 유사합니다. "6억년 된 웬안 방적벌레는 현대 동물의 고대 가까운 친척입니다." 최근 그는 사이언스(Science)의 자회사인 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 게재된 논문에서 이러한 결론을 내렸습니다.

"이것은 '다윈의 딜레마'에 대한 나의 예비 답변입니다." 인종준이 말했습니다. 그는 키가 작고, 활동적인 마음을 갖고 있으며, 매우 빠르게 말한다. "자기 수양이 나에게 자유를 준다"라는 슬로건이 그의 스웨터에 인쇄되어 있는데, 이는 그의 평소 행동 스타일과 매우 유사합니다. 10년이 넘도록 이 연구와 그의 꿈은 멈추지 않았습니다.

동물의 기원에 관한 신비에 대한 열정과 집착

2006년 중국 지구과학대학교(우한)의 3학년 학생인 인종준(Yin Zongjun)은 대학원 입학 자격을 포기하고 대학원 입학 시험을 선택했습니다 - 중국 과학원 난징 국가 고생물학 연구 고지인 지질학 및 고생물학 연구소가 공격을 시작했습니다.

왜 그렇게 결심했나요? 이는 그가 스스로 설정한 연구 경로와도 관련이 있다. Yin Zongjun은 Dabie Mountains에서 자랐습니다. 그의 여동생은 그에게 "초등학생을위한 자연 백과 사전"세트를주었습니다. "이 세트에는 6 권의 책이 있습니다. 나는 "지구 과학"과 "동물"을 가장 좋아합니다. 하나는 바위에 대해 이야기합니다. 광물, 지구상의 유명한 산. 고대 동물과 인류의 탄생에 관한 책인 Dachuan을 놓을 수 없었고 책을 빨리 넘겼습니다.”라고 Yin Zongjun이 말했습니다.

고생물학은 지구과학과 동물학의 교차점이지 않나요? 몇 년이 지난 뒤 되돌아보면, 그는 당시 자신의 마음속에 과학의 씨앗이 조용히 심어졌음을 깨달았습니다.

인종준은 대학 입시 때 지질학 전공에 지원했다. 선배 형제자매들은 지질학을 전공하는 학부생들이 가장 인기가 있고 '금전적 전망'이 있다고 말했습니다. 대신 그들은 점점 인기가 없어지고 있는 고생물학 석사 또는 박사 학위를 위해 공부합니다. 그러나 Yin Zongjun은 대학원에 가기로 일찍 결정했습니다. 그는 수업 시간에 다윈이 진화론에 도전하는 어려운 문제를 언급한 적이 있다는 것을 배웠습니다. 대부분의 현대 고등 동물의 조상은 5억 4100만 년에서 5억 1800만 년 전 캄브리아기 초기에 갑자기 큰 폭발의 형태로 지층에 나타났습니다. , 이 현상은 나중에 "캄브리아기 생명의 폭발"이라고 불렸지만 캄브리아기 이전 지구의 오랜 역사에서 동물과 관련된 화석 기록이 부족했습니다.

이에 대한 다윈의 설명은 화석 기록이 불완전하게 보존되어 있다는 것입니다. 캄브리아기 이전의 동물은 화석 기록을 남기지 않았을 수도 있습니다. 이 설명은 이후 100년 동안 큰 논란을 불러일으켰고 "다윈의 딜레마"로 알려졌습니다. "100년이 넘게 지났는데 왜 '다윈의 딜레마'는 여전히 미스터리로 남아 있나요?" 인종준의 목표는 과학자가 되어 지식의 경계를 탐구하는 것입니다.

작은 화석에 담긴 생물학적 암호를 탐구하세요

질문을 받은 Yin Zongjun은 졸업 프로젝트를 위해 Nangu Institute에 왔습니다. 그가 선택한 목표는 Weng'an 생물군이었습니다.

웬안 생물상(Weng'an Biota)은 주로 구이저우성 웬안(Weng'an) 베이더우 산맥(Beidou Mountains)의 인 함유 지층에서 생산되며 인산염 형성을 통해 6억년 전 화석을 보존하고 있으며 캄브리아기 폭발 이전에 탄생했습니다. 따라서 세계에서 가장 오래된 동물을 소장하고 있을 가능성이 있는 이 화석 도서관은 학계에서 '동물계의 여명'으로 평가되고 있다.

"2006년 여름, 북두산에서 수백 킬로그램의 돌을 모아서 포장해 난징으로 보내 건초더미 속의 바늘처럼 화석을 찾았던 기억이 난다." 여름은 매우 더웠기 때문에 처음에는 화학적 방법을 사용하여 수백 킬로그램의 암석이 녹아서 분리되었고, 그 잔해 속에서 조금씩 화석이 발견되어 현미경으로 관찰되었다. 돌 찌꺼기가 바람에 날아갈까 봐 감히 선풍기를 켤 수가 없었습니다.

마침내 인종준은 지금까지 본 적 없는 수많은 화석을 발견했다. 그 화석 중 하나는 매우 특별합니다. 직경이 1mm도 채 되지 않으며, 표면에 나선형 코일이 있고, 이것은 나중에 "Weng'an Spiral Worm"화석이라고 불립니다.

새로 발견된 화석의 형태학적 구조를 현미경과 주사전자현미경을 통해 관찰하고 분석하면 졸업논문을 완성하기에 충분하다. 그런데 신비한 화석 내부의 구조는 무엇입니까? 동물인가요, 식물인가요, 아니면 조류인가요? 이것들은 여전히 ​​깊이 연구될 필요가 있다.

“내가 관심 있는 연구에 참여하고 싶은데, 끝까지 가는 길은 하나뿐이다.” 석사 2년차에 선발되어 박사학위를 위해 직접 공부할 수 있는 기회가 주어졌습니다.

이 화석 표본은 너무 작아서 당시 가장 얇은 칼날도 실제보다 두꺼웠습니다. 내부 구조를 재현하려면 병원의 CT 스캐너와 같은 전문 장비를 사용해야 합니다. 당시 유럽에는 미크론 수준에서 물체의 내부 구조를 스캔할 수 있는 세계에서 가장 발전된 방사광 가속기가 있었습니다. 박사 과정 동안 Yin Zongjun은 작은 화석의 생물학적 코드를 탐구하기 위해 수천 개의 샘플을 가지고 프랑스 유학을 지원했습니다.

하지만 장비가 있어도 'CT를 한다'는 게 쉽지 않죠. 이 대규모 과학 장치는 미세화석 스캔용으로 맞춤 제작되지 않았습니다. 따라서 미세화석에 대한 "CT 수행"에 사용할 경우 스캐닝 방법과 많은 매개변수를 반복적으로 탐색하고 조정해야 합니다. 예를 들어, 광원 설정이 너무 약하면 신호가 통과할 수 없고, 너무 강하면 노출 과다가 되기 쉽습니다.

"스캐닝 기술을 익히기까지 수개월의 연구기간이 걸렸습니다. 아쉽게도 웬안나선화석은 캡슐이 매우 두껍고, 내부 구조가 대부분 썩어 있어 내부 구조를 스캔하지 못했습니다. "다행히도 인종준은 유학 중에 다른 것을 얻었습니다. 그가 가져온 다른 샘플을 스캔하여 최초의 해면 동물과 최초의 배아 화석을 발견했습니다...

이러한 연구는 "다윈의 딜레마"에 답하기에는 아직 멀었습니다. "우리는 매번 유럽까지 가서 다른 사람의 기계를 사용하여 화석을 스캔할 수는 없습니다." Yin Zongjun은 첨단 기술을 보유하고 그의 팀이 화석에 대해 "CT"를 수행하도록 하는 것에 대해 생각하기 시작했습니다.

혁신, 최첨단 기술이 고대 학문을 돕도록

첨단 싱크로트론 방사선 가속기를 뒤로 "이동"하는 것은 현실적이지 않습니다. 혁신에 의존하는 것 외에 다른 방법은 없습니다.

인종준은 2012년 박사학위를 취득하고 연구소에 머물며 난구과학기술원의 지원을 받아 화석 마이크로CT 연구실 설립에 착수해 2015년 완공됐다. 이 연구실에 들어가면 모든 종류의 장비와 장비를 찾을 수 있습니다. 하드웨어 측면에서는 "CT 기계", 현미경, 그래픽 워크스테이션 및 디지털 화면이 있으며, 소프트웨어 측면에서는 다양한 전문 이미지 데이터 처리 및 세 가지가 있습니다. -차원 시각화 도구. 이는 웬안(Weng'an) 생물군 화석 연구에 사용될 뿐만 아니라 호박 속의 곤충 다양성, 숲의 기원 및 기타 고생물학적 주제에 대한 연구도 지원합니다.

“이 실험실은 독창적인 혁신과 통합적인 혁신을 모두 갖추고 있습니다.” Yin Zongjun은 특허 출원 중인 다중 시료 스캐닝 기술이 독립적인 혁신이라고 소개했습니다. "스캐닝을 위해 샘플 스테이지에 샘플을 하나씩 수동으로 배치하는 것은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적입니다. 자동 및 중단 없는 스캐닝이 실현되면 과학 연구자들이 손을 자유롭게 하고 장비 활용 효율성을 크게 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. " Yin Zongjun은 최첨단 정보 기술과 이 고대 학문이 불꽃을 일으킬 수 있다고 말했습니다. 그는 샘플 스테이지가 각 샘플의 스캐닝 시간과 방법을 "알고" 있을 뿐만 아니라, 다음 샘플을 "찾아 스테이지로 초대"할 수 있도록 소프트웨어를 통해 매개변수와 프로그램을 설정합니다.

지난해 6월 웬안 나선화석 연구에서 획기적인 성과를 거뒀으며, 화석의 내부 구조와 생물학적 정보를 분석한 결과 단세포생물임이 확인됐다. 이를 바탕으로 동물의 공통조상에 대한 생물학적 정보를 이해할 수 있으며, 이는 최초의 동물이 어디서 왔는지 이해하는 데 중요한 화석 정보를 제공한다.

"고생물학 연구를 하려면 벤치에 앉을 수 있어야 합니다. 제가 버틸 수 있는 이유는 저 자신의 사랑뿐 아니라 연구소의 무조건적인 지원과 연구 과정의 진전 덕분입니다." 젊은 과학자들이 초기 단계에서 자신의 재능을 뽐내고 성공의 기쁨을 맛보게 해주세요.” 인종준은 동물 진화의 진실이 점차 드러나고 있으며 언젠가는 '다윈의 딜레마'가 완전히 해결될 것이라고 말했습니다.