盾皮鱼或为“人类始祖”，3D打印可分析血管结构

卢静说，过去研究鱼化石要整天坐在显微镜前，现在不仅要使用显微镜，还要坐在电脑前，每天至少花10个小时以上一张张“修理”扫描的切片，对化石结构进行重建。这个过程并不轻松，因为一件标本扫描后往往有上千张切片，而化石内部结构之间的界限往往并不清楚，更是需要反复观察不同方向的切片来确定界限。这是一个富有挑战性又无比繁琐的工作。“有时候，化石内的两块骨头像两块毯子一样，有一些部分重叠在了一起，几亿年的时间让这两部分之间的缝隙变得微乎其微，必须要反复不断对照切片，才能做出准确的判断。有一次，我花了一天的时间，就为了弄清脑腔里的一条血管是怎么走的。”

最终，花了3个多月的时间，卢静和同事完成了这条4亿年前的盾皮鱼的初步头部3D模型。“当时3D打印技术也是很火热的，我们就尝试利用3D打印将我们的模型放大6倍打印出来，没想到效果出奇的好。”卢静称，这是世界首次公开发表的用3D打印技术来进行的古代鱼类研究。

利用3D打印出来的化石模型，卢静可以像拼积木一样，将这条4亿年前的鱼头骨的各个部分进行分解、拼装，甚至对这条鱼进行虚拟的“解剖”，从而弄清楚骨骼之间的结构乃至血管、神经的排列模式。“比如通常我们只能猜测鱼的上下颌能够张开多大角度，现在有了这个化石的3D打印模型，我们可以直接验证关节的活动范围，模拟这条鱼的上下颌动作，也就能更加直观地获取这条4亿年前的鱼的更多信息。”

更重要的是，这些信息有可能揭示人类自己，还有人类的身体构造是怎么演变来的。生命科学已经证明，人类来自古代的猿，古猿又由更古老的祖先演化而来，人类的“家系”可以一步步上溯到古代水中的鱼类。卢静介绍，从鲨鱼、鲤鱼、青蛙、麻雀、猫、狗到人类，我们熟悉的大多数动物都长着脊椎和下巴，在演化上同属一类。近年来的一系列研究表明，这个大类，学术名称叫“有颌脊椎动物”，都是在4亿多年前由盾皮鱼类中的一个分支演化而来。所以，人类某个阶段的祖先模样曾经就和这块3D打印出来的化石盾皮鱼差不多，而人类的嘴巴也是由盾皮鱼类的上下颌演化而来。“解剖”这条鱼，其实是我们人类遥远祖先的考古现场，而研究它的上下颌结构，也就是在解答人类为什么会长出用来吃饭、呼吸、讲话的嘴巴。

相关技术已与国内分享，盼未来进入博物馆

卢静表示，目前她还在继续对这块化石做进一步的研究，“软骨一般很难成为化石，而这块化石内部的软骨结构也非常完美地保存了下来，这为我们提供了更多关于盾皮鱼的演化信息。我们还将进一步对它们的脑腔进行深入研究，在计算机中重建脑颅及相关神经、血管模型，并制作出更加准确的化石模型来深入 解剖 。”

同时，对其他盾皮鱼化石的3D打印计划已经启动，未来可能会有更多的模型可供科学家进行直观的研究。卢静说，此前有一次，澳大利亚国立大学搞开放日活动，邀请了很多当地的小学生来学校参观最新的科研成果，当孩子们看到这个3D打印出来的可以拆卸拼装的盾皮鱼化石模型时都非常惊讶。他们惊喜的眼光给了卢静很深的触动。

她表示，目前她已经就如何将3D打印技术应用在古生物研究上和国内的专业人士做了分享。未来，她还希望能够将这个技术带到中国的博物馆中，让公众都能够直观感觉到古生物真实的样子，“想一想，孩子们也都可以亲自去触摸、拼装、翻来覆去摆弄这些以前放在玻璃柜里、只能远观的化石，这会带来全新的认知感受，更好激发大家对远古生命和古生物学科的兴趣。”

作者：屈畅