通过钻石光源 钻石光束线I12中的小脚化石头骨
信用:钻石光源有限公司 2019年6月，一个国际团队带来了3号的完整头骨
6700万年前南非到美国的小脚南猿骨骼
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在一项基于x光同步加速器的研究中，它获得了前所未有的骨结构和齿列的成像分辨率
在2021年3月2日出版的《电子生活》杂志的一篇新论文中强调了x光工作，重点是小脚的内部颅牙特征
小脚骨骼惊人的完整性和巨大的年龄使它成为人类起源研究中至关重要的标本，也是通过高分辨率虚拟分析来探索人类进化的主要依据
为了从一个相当大且非常脆弱的化石中恢复出最小的细节，研究小组决定在钻石的I12束线处使用同步加速器x光显微计算机断层扫描对头骨进行成像，揭示出关于人类进化和起源的新信息
本文概述了基于x光同步加速器的牙列和颅骨研究的初步结果
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颅穹窿和下颌骨)
主要作者和首席研究员
剑桥大学考古系和威特沃特斯兰德大学名誉研究员陈月娇·博代特解释说:“我们有了一个独特的机会来观察小脚头骨的颅牙解剖的最细微的细节
在扫描它的时候，我们不知道这个居住了3年以上的人身上最小的结构能保存得多好
五百万年前
所以，当我们终于能够检查这些图像时，我们都非常兴奋，并且第一次看到小脚生活中如此亲密的细节
珐琅质中观察到的微观结构表明，小脚小时候经历了两次明显的饮食压力或疾病
" 该小组还能够观察和描述下颌骨致密骨中的血管
这些结构有可能揭示这个个体及其物种的饮食生物力学，但也更广泛地揭示了小脚的骨骼是如何重塑的。这些管道的分支模式表明发生了一些重塑，可能是对饮食变化的反应，小脚作为一个更老的个体死亡
钻石光源下的小脚头骨特写
信用:钻石光源 该小组还观察到微小的(我
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，小于1毫米)可能参与脑温度调节(即
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，冷却大脑)
在整个人类进化过程中，大脑的大小急剧增加(大约是原来的三倍)，而且，因为大脑对温度变化非常敏感，所以理解温度调节是如何进化的是最重要的
医生
陈月娇·博代特补充道:“传统上，如果不把化石切成很薄的薄片，这些观察都是不可能的，但是随着同步加速器技术的应用，虚拟组织学的一个激动人心的新领域正在开发，以探索我们遥远祖先的化石
" 医生
戴蒙德的主要束线科学家托马斯·康纳利评论道:“早期人类生物学的重要方面仍然存在争议，或者根本不为人知
在这种情况下，同步加速器x光成像技术，如显微摄影，有可能非破坏性地揭示化石标本的发展，生理学，生物力学和分类学的关键细节
在对英国的一次访问中，小富特的头骨还在ISIS中子和μ子源附近使用IMAT中子仪器进行了扫描，结合了x光和中子成像技术
收集了如此丰富的信息，我们渴望在互补的x光和中子断层扫描中有更多的发现
" 基于x光同步加速器的分析技术在进化研究中的应用为(古)人类学领域开辟了新的途径
特别是，x光同步加速器显微照相术被证明对观察化石中最小的解剖结构非常有用，传统上只能通过切开骨头并在显微镜下观察它们来观察
在过去的十年里，在古人类学中有更多的研究使用同步加速器辐射来研究人类化石中的牙齿和大脑印记
然而，扫描一个完整的头骨，比如小脚的头骨，并以高分辨率显示非常小的细节为目标，这是相当具有挑战性的，但研究小组设法开发了一种新的方案，使这成为可能
为了从一个相当大且非常脆弱的化石中恢复出最小的细节，研究小组决定在钻石的I12束线处使用同步加速器x光显微计算机断层扫描对头骨进行成像
戴蒙德的主要光束线科学家托马斯·康纳利和小脚丫研究小组在光束线I12中定位头骨进行扫描——从左到右——托马斯·康纳利、罗恩·克拉克、多米尼克·斯特拉特福德和艾米利·博代特
信用:钻石光源 威特沃特斯兰德大学(威特沃特斯兰德大学)地理、考古和环境研究学院的首席研究员多米尼克·斯特拉特福德教授说:“这种决心为我们提供了这个人生活的非常清晰的证据
我们认为还会有一个非常重要的进化方面，因为如此详细地研究这块化石将有助于我们理解她是从哪个物种进化而来的，以及她与在非洲类似时期发现的其他物种有何不同
这只是我们的第一篇论文，所以请注意这个空间
如果资金允许，我们希望能够把小脚的其他部分带到钻石
“这项研究是为了我们的目的，将保存最完好的南方古猿头骨带到最好的同步加速器中
传统上，通过测量和描述人类化石骨骼的外部形状来分析人类，以评估不同物种之间的差异
同步加速器开发和microCT资源意味着我们现在能够虚拟地观察化石内部的结构，这些结构包含了丰富的信息
最近，技术已经发展到这样的程度，我们现在可以在三维空间中探索微小的组织结构，为我们的研究开辟了新的途径
" 1994年，威特沃特斯兰德大学的罗恩·克拉克教授在约翰内斯堡西北的斯特克方丹洞穴中发现了第一块小脚化石
1997年，在发现骨架的位置后，克拉克教授和他的团队花了20多年的时间，用一个小空筛(一个振动的针)从混凝土状的洞穴角砾岩中分阶段费力地移除骨架
经过清理和重建，骨架于2018年公开亮相
威茨大学是StW 573小脚化石的保管人
英国驻南非科学家罗恩·克拉克教授发现并挖掘了小脚化石，并对其进行了所有早期检查，他也是研究小组的一员，他总结道:“我们花了23年才走到这一步
这是小脚历史上激动人心的新篇章，也是她第一次走出非洲后的第一篇论文
我们不断从获得的大量新数据中发现新信息
我们希望这一努力将导致更多的资金继续我们的工作
我们的团队和过去强调，所有人类都有一个与自然界和谐相处的共同祖先，从那些最早的祖先那里学习给了我们保护自然和地球的必要性
" 这篇论文是南非威特沃特斯兰德大学和美国剑桥大学的主要研究者们根据大量数据得出的一系列论文中的第一篇
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自然历史博物馆和戴蒙德的联合调查人员从他们的合作中获益
小脚还在STFC的ISIS中子和μ子源进行了中子成像，同时在钻石光源进行了工作，提供了前所未有的先进互补成像技术
由于中子对某些化学元素的敏感性，化石内部吸收的中子与x光非常不同
尽管具有较粗的空间分辨率，中子层析成像有时可以区分不同的矿物成分，其对比对于x光来说非常低
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