2013年5月1日

一月紀聞 --2013.05(521)

重建胚胎發育史 恐龍研究新方向
4/10 我國古生物學家黃大一的團隊與各國合作,在雲南祿豐發現距今1.95億年200多塊不同胚胎階段的祿豐龍(Lufengosaurus )化石,並透過奈米造影分析,發現胚胎骨床中含有機殘留物。此發現不僅有助於古生物胚胎發生學研究,同時也將傳統巨觀的古生物學帶入微觀世界。

計畫主持人賴茲(Robert Reisz)博士認為能發現近兩億年前的恐龍胚胎非常罕見;相較其它恐龍胚胎化石,這些骨頭化石來自約20隻不同發育時期的胚胎,不同的孵化階段讓研究者有機會重建恐龍的胚胎發育史。為判定胚胎的年代,成大團隊利用國家同步輻射研究中心的紅外線光譜造影系統,在胚胎骨頭內發現近2億年前的有機殘留物,賴茲博士認為這些有機物質很可能是膠原蛋白纖維。

因為化石骨骼易碎且多孔,以往化石切片的研究多困難不可行,傳統古生物研究也以型態與比較為主。此次利用國家輻射中心的設備,可以非破壞方式,掃描了這20個距今不同發育時期的中國祿豐龍胚胎化石樣品,再經冷凍電鏡解析,花費一年時間解讀祿豐龍的胚胎發育史。

團隊也發現蛋殼裡的恐龍胚胎其大腿骨形狀有重塑現象;檢視了大腿骨的構造與內部結構後,發現恐龍的肌肉對硬組織施力來重塑股骨形狀,代表恐龍可能類似現代鳥類會有蛋內運動。另外研究腿骨骨骼大小,初期到後期的胚胎長度差距竟達兩倍!確立了恐龍在胚胎期快速成長的證據,估計祿豐龍不需太長時間就能成為八公尺長的成龍。

偵測大量正電子 神秘暗物質發現曙光
4/3 中央研究院士丁肇中主持的研究團隊,最近發表了Alpha磁譜儀(AMS, Alpha Magnetic Spectrometer)的第一批觀測結果:發現了大量正電子。這些正電子可能就是尋找組成宇宙成份的「暗物質」之關鍵。新結果不僅可能解答物理學大謎團,也將提供後續研究新方法與新視野。
  由丁肇中博士領導的AMS是耗資25億美元的16國團隊計畫,由世界各大學製造,在歐洲核物理研究中心(CERN)組裝完成,2011年由奮進號(Endeavour) 太空梭帶領進入太空,最後安裝在國際太空站上。AMS是目前太空中敏感度最高的粒子物理磁譜儀,搭載了高精確率的宇宙射線通量、比例和γ射線的測量儀器,目標是搜尋暗物質、反物質以及新的物理現象。
  由於宇宙射線會與大氣相互作用,必須在相互作用前以磁譜儀觀測並加以研究。結果在目前研究的250億次宇宙射線事件中,有680萬次辨識出電子及它們的反物質對應物「正電子」。根據理論暗物質碰撞會產生正電子,這次AMS探測超過40萬個正電子;另外高能正電子並非來自某個特定的方向。這些特徵都是新物理現象的論據,科學家期待在更高能量的研究之後,就能確定這些正電子是來自暗物質粒子的碰撞,還是銀河系中的脈衝星。【更詳細的內容,請參閱第521期科學月刊】

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