2015年10月2日

看進骨頭內恐龍胚胎學(下)

作者/黃大一(美國俄亥俄州立大學生藥學博士班,中興大學客座教授,曾任蘋果公司中文電腦研發顧問、中華玩石家地科協會創始人理事長、天龍科普國際基金會亞太總監)

看進骨頭內恐龍胚胎學(上)受限於版面字數,實在無法多說,有如肚子脹脹,不紓解一下,肯定要爆坑。話說回頭到「看進骨頭內」和「恐龍胚胎學」兩個課題,其實它們都有好多子課題,所需用到的學科包括物理學、光學、力學、光譜學、分析化學、統計學、古生態學......等不同領域的學科。而研究的樣本包括了恐龍胚胎骨頭、蛋殼和牙齒等,它們彼此之間錯綜複雜,交織成一個廣大的網路。上篇只談到了我們團隊在國家同步輻射研究中心所做的兩種實驗掃描,還有好多精采的科學研究方法,將在這篇文章娓娓道來。

如何「看進骨頭內」
前面說過,臺灣因為沒有培養古生物專業的人才,我們臺灣團隊只好不按牌理出牌,把看骨頭型態外表的部份,拱手恭請團隊內國際專家來負責,我們則專注於看到骨頭裡面的部份。除了上文提到的兩種同步輻射檢測設備之外,基本上還有以下幾種祕密武器與方法:超高解析度的微型電腦斷層掃描(Ultra High Resolution μ-CT)、多頻顯微(MHGM)、和同步輻射快速X光螢光掃描(SRS-XRF)、等離子質譜分析(ICP-MS)、掃描電子顯微鏡(SEM) 等。但是,可用的儀器與方法,絕對不只這些。

整體來說,我們希望對於某個課題的檢測,最好能夠優先採用非破壞性的方法。把這些非破壞性的檢測都做完後,萬一有必要重做某個實驗,才有樣本可使用。至於一定得用破壞性的實驗,就必須排到最後頭,因為一旦做了破壞性檢測之後,樣本就沒了。對於罕見的恐龍胚胎化石來說,萬一實驗沒做好,絕對沒有後悔的空間。其次,針對某同樣的樣本,盡量避免只用一種檢測方法,可能的話,我們會盡量使用不同的檢測方法。如果這些不同的檢測結果,都指向相同或類似的結論,那麼我們所研究的成果就會很鏗鏘有力,站得住腳,不怕別人雞蛋裡挑骨頭。

理論上,μ-CT(微型電腦斷層掃描)的原理和醫院裡用的大台電腦斷層掃描是相同的,透過X光照射檢體取得影像,再經過電腦運算組合,呈現某一「切片」的影像,或更進一步,做成三維影像模型進行研究;不同的是,醫療用的電腦斷層掃描解析度大約只有一釐米上下,而μ-CT,通常以微米(μm)為度,稍早期的儀器可做到10微米左右,但是隨著科技的進步發展,如今解析度已經可達 0.35微米。μ-CT是一種非破壞性的檢測,依賴被檢測物質對於X光的吸收不同(X 光密度),分辨出檢體裡面的結構,達到看進骨頭裡面結構的目的,而不破壞珍貴的樣本。......【更多內容請閱讀科學月刊第550期】

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