2019年3.67月、国際チームは、XNUMX万年前のリトルフットアウストラロピテクス骨格の完全な頭蓋骨を南アフリカから英国に持ち込み、X線シンクロトロンベースの骨構造と歯の前例のないイメージング解像度を達成しました。英国の国立シンクロトロンであるDiamondLightSourceでの調査。 X線作業はの新しい論文で強調されています e-Life、 リトルフットの内側の頭蓋骨の特徴に焦点を当てて本日（2年2021月XNUMX日）公開されました。 リトルフットスケルトンの驚くべき完全性と偉大な時代は、人間の起源の研究において非常に重要な標本であり、高解像度の仮想分析を通じて人類の進化を探求するための主要な候補となっています。

かなり大きくて非常に壊れやすい化石から可能な限り細部を復元するために、チームはダイアモンドのI12ビームラインでシンクロトロンX線マイクロコンピューター断層撮影法を使用して頭蓋骨を画像化し、人類の進化と起源に関する新しい情報を明らかにすることにしました。 この論文は、頭蓋骨（すなわち、頭蓋骨と下顎骨）の歯列と骨のX線シンクロトロンベースの調査の予備的な結果を概説します。

ケンブリッジ大学考古学部およびウィットウォーターズランド大学（ウィット大学）の名誉研究部門の筆頭著者兼主任研究員であるアメリーボーデ博士は、次のように説明しています。「私たちは、頭蓋骨の解剖学的構造の細部を調べるまたとない機会がありました。リトルフットスカル。 それをスキャンしている間、3.5万年以上前に住んでいたこの個人の最小の構造がどれほどうまく保存されるかはわかりませんでした。 それで、ようやく画像を見ることができたとき、私たちは皆とても興奮し、リトルフットの人生のそのような親密な詳細を初めて見ることに感動しました。 エナメル質で観察された微細構造は、リトルフットが子供の頃、XNUMXつの明確な食事ストレスまたは病気に苦しんでいたことを示しています。」

チームはまた、下顎骨の緻密な骨に囲まれている血管管を観察して説明することができました。 これらの構造は、この個体とその種の食事の生体力学について多くを明らかにする可能性がありますが、リトルフットで骨がどのように改造されたかについてもより広く明らかにする可能性がありますこれらの運河の分岐パターンは、おそらく変化に応じて、何らかの改造が行われたことを示しています食事療法で、そしてそのリトルフットは年上の個人として死にました。

チームはまた、脳の体温調節（つまり、脳を冷やす方法）に関与している可能性のある脳ケース内の小さな（つまり、1mm未満の）チャネルを観察しました。 脳のサイズは人類の進化を通じて劇的に増加し（約XNUMX倍）、脳は温度変化に非常に敏感であるため、体温調節がどのように進化するかを理解することが最も重要です。 Amelie Beaudet博士は、次のように付け加えています。「従来、これらの観察は、化石を非常に薄いスライスに切断しなければ不可能でしたが、シンクロトロン技術の適用により、遠方の化石を探索するために開発されている仮想組織学の刺激的な新しい分野があります。祖先。"

ダイヤモンドの主任ビームライン科学者であるトーマス・コノリー博士は次のようにコメントしています。
「初期の類人生物学の重要な側面は議論されたままであるか、単に不明です。 その文脈では、マイクロトモグラフィーのようなシンクロトロンX線イメージング技術は、化石標本の発達、生理学、生体力学、分類学に関する重要な詳細を非破壊的に明らかにする可能性があります。 リトルフットの頭蓋骨は、ISISNeutronとMuonSourceにある隣接するIMAT中性子機器を使用してスキャンされ、英国へのXNUMX回の訪問でX線と中性子イメージング技術を組み合わせました。 このように豊富な情報が収集されているため、補完的なX線および中性子断層撮影スキャンでさらに多くの発見をしたいと考えています。」

進化論研究におけるX線シンクロトロンベースの分析技術の応用は、（古）人類学の分野に新しい道を切り開いてきました。 特に、X線シンクロトロンマイクロトモグラフィーは、従来は骨をスライスして顕微鏡で観察することによってのみ見られる化石の最小の解剖学的構造を観察するのに非常に役立つことが証明されています。 過去12年間を通じて、化石類人の歯と脳の痕跡を調査するために放射光を使用する古人類学の研究が増えてきました。 しかし、Little Footのような頭蓋骨全体をスキャンし、非常に高い解像度を使用して非常に小さな詳細を明らかにすることを目指すことは非常に困難でしたが、チームはこれを可能にする新しいプロトコルを開発することができました。 かなり大きくて非常に壊れやすい化石から可能な限り小さな詳細を復元するために、チームはダイヤモンドのIXNUMXビームラインでシンクロトロンX線マイクロコンピューター断層撮影法を使用して頭蓋骨を画像化することにしました。

ウィットウォーターズランド大学（ウィット大学）の地理学、考古学および環境学部の主任研究員および准教授であるドミニク・ストラットフォード教授は、次のように述べています。 この化石をこれほど詳細に研究することで、彼女がどの種から進化したのか、そしてアフリカで同じ時期に見つかった他の種とどのように違うのかを理解するのに役立つため、非常に重要な進化の側面もあると思います。 これは私たちの最初の論文ですので、このスペースを見てください。 資金が許せば、リトルフットの他の部分をダイアモンドに持ち込めることを望んでいます」と付け加えています。

「この研究は、最も保存状態の良いアウストラロピテクスの頭蓋骨を、私たちの目的のために最高のシンクロトロン施設に持ち込むことに関するものでした。 伝統的に、ヒト族は、化石化した骨の外形を測定および記述して、これらが種間でどのように異なるかを評価することによって分析されてきました。 シンクロトロンの開発とmicroCTリソースにより、豊富な情報を保持している化石内部の構造を仮想的に観測できるようになりました。 最近では、技術が発達し、微細な組織構造をXNUMX次元で仮想的に探索できるようになり、研究の新しい道が開かれました。」

リトルフットの化石の最初の骨は、1994年にウィットウォーターズランド大学のロンクラーク教授によってヨハネスブルグの北西にあるステールクフォンテン洞窟で発見されました。1997年、スケルトンの場所が発見された後、クラーク教授と彼のチームは小さなエアスクライブ（振動針）を使用して、コンクリートのような洞窟のブレシアから段階的に骨格を丹念に取り除くのに20年以上を費やしました。 清掃と再構築に続いて、スケルトンは2018年に公開されました。ウィット大学はStW 573、リトルフット、化石の管理者です。

リトルフットを発見して発掘し、化石の初期検査をすべて行った南アフリカを拠点とする英国の科学者、ロンクラーク教授も研究チームの一員であり、次のように結論付けています。「この時点に到達するまでに23年かかりました。 これはリトルフットの歴史の中でエキサイティングな新しい章であり、これは彼女のアフリカからの最初の旅行から生まれた最初の論文にすぎません。 得られた豊富な新しいデータから、常に新しい情報を発見しています。 この努力が私たちの仕事を継続するためのより多くの資金につながることを願っています。 私たちのチームとPAST *は、すべての人類が自然界と調和した長い間共有されてきた祖先を持っており、それらの初期の祖先から学ぶことで、自然と地球を保護する必要性についての見通しが得られることを強調しています。」

この論文は、南アフリカのウィットウォーターズランド大学の主任研究者、英国のケンブリッジ大学の主任研究者、自然史博物館とダイヤモンドの共同研究者が行った豊富なデータから得られた一連の論文であると予想されるものの最初のものです。彼らのコラボレーションから得ることができます。 Little Footは、Diamond Light Sourceで行われた作業と同時に、STFCのISISNeutronおよびMuonSourceでも中性子イメージングを行い、補完的な高度なイメージング技術への前例のないアクセスを提供しました。 中性子は、特定の化学元素に対する中性子の感度のおかげで、化石の内部部分によってX線とは非常に異なって吸収されます。 空間分解能が粗いにもかかわらず、中性子断層撮影法では、X線のコントラストが非常に低いさまざまな鉱物成分を区別できる場合があります。

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の論文の著者 eLife：「StW573リトルフットスカルの予備的な古組織学的観察」– Amelie Beaudet、Robert Atwood、Winfried Kockelmann、Vincent Fernandez、Thomas Connolley、Nghia Trong Vo、Ronald Clarke、Dominic Stratford
DOI：https：//doi。org /10.7554 /eLife。64804

チーム：主任研究者、それぞれウィットウォーターズランド大学とケンブリッジ大学のドミニク・ストラットフォード教授とアメリー・ボーデ博士、共同研究者のヴィンセント・フェルナンデス博士、自然史博物館、ロバート・アトウッド博士とニア・トロン・ヴォ博士、ダイヤモンド光源、博士トーマスコノリー、プリンシパルビームラインサイエンティスト、ダイヤモンド光源、ウィンフリードコッケルマン博士、科学技術施設研究会議のISISニュートロンおよびミュオンソース、ロンクラーク教授、ウィットウォーターズランド大学、南アフリカ。

*過去の南アフリカ（古生物学科学トラストhttps：//WWW。過去。org。za /学ぶ/ ）に設定されました
LFの研究に資金を提供し、それ以来、文字通り大量の化石と発掘プロジェクトの研究に資金を提供し、促進してきました。 それは、私たちの人間性と自然とのつながりの詳細を明らかにする標本に関する多くの研究プロジェクトに資金を提供してきました。「私たちはすべてアフリカ出身です」。

詳細については、Diamond Communicationsにお問い合わせください：Lorna Campbell +44 7836またはIsabelleBoscaro-Clarke +625999 44 1235

W：http：// www。ダイヤモンド。交流。英国ツイッター：@DiamondLightSou

Diamond Light Sourceは、世界を変える科学を可能にする最先端の分析ツールへのアクセスを産業および学術ユーザーコミュニティに提供します。 巨大なリングのような形をしており、巨大な顕微鏡のように機能し、電子をほぼ光速まで加速して、太陽の10億倍の明るさの光を生成し、それをビームラインと呼ばれる33の研究所に送ります。 これらに加えて、Diamondは、世界クラスの電子バイオイメージングセンター（eBIC）や電子物理科学イメージングセンター（ePSIC）などのいくつかの統合された研究所へのアクセスを提供します。

ダイヤモンドは変化のエージェントとして機能し、病気、クリーンエネルギー、食料安全保障などの21世紀の課題に対処します。 操業開始以来、約14,000人の世界クラスのスタッフの支援を受けて、学界と産業界の両方から760人を超える研究者がDiamondを使用して実験を行ってきました。 10,000を超える科学論文がユーザーと科学者によって公開されています。

科学技術施設研究会議（STFC）を通じて英国政府から資金提供を受け、ウェルカムトラストから資金提供を受けているダイヤモンドは、世界で最も先進的な科学施設のXNUMXつであり、その先駆的な能力により、英国を科学の最前線に保つことができます。研究。

W：http：// www。ウィット。交流。za Twitter：@ Wits_News＆@ WitsUniversity

ウィット大学は研究集約型の大学であり、アフリカ大陸を代表する機関の45つであり、地域に関連し、世界的に競争力のある世界クラスの研究を生み出しています。 ウィットは、主要な研究分野の85つである古科学の世界的リーダーです。 ウィットの研究成果は過去XNUMX年間でXNUMX％以上増加し、その研究のXNUMX％以上が国際的なジャーナルに掲載されています。 ウィットは、アイデアを交換するための無料のスペースと、講堂内外での討論と知識の伝達を促進する活気に満ちた知的コミュニティを提供します。 最新の調査はhttp：// wwwで入手できます。ウィット。交流。za / 研究。

ケンブリッジ大学の使命は、最高の国際レベルでの教育、学習、研究の追求を通じて社会に貢献することです。 現在までに、大学の110の関連会社がノーベル賞を受賞しています。

1209年に設立されたこの大学は、31の自治大学と、150の学部、学部、機関で構成されています。 ケンブリッジはグローバル大学です。 その19,000人の学生団体には、3,700か国からの120人の留学生が含まれています。 ケンブリッジの研究者は世界中の同僚と協力しており、大学はアジア、アフリカ、アメリカでより大規模なパートナーシップを確立しています。

大学はケンブリッジクラスターの中心に位置し、61,000人以上の従業員を擁し、市内およびその周辺の15の知識集約型企業によって年間5,000億ポンドを超える売上高が生み出されています。 市は316万人の住民あたり100,000件の特許を公開しています。
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科学技術施設研究会議のISISNeutron and MuonSourceについて

W：https：//stfc。ukri。組織T： https：//さえずり。com /stfc_matters

ISIS中性子およびミューオンソースは、科学者が「超顕微鏡」と呼ばれることが多い一連の機器を使用して原子レベルで材料を研究できるようにする中性子およびミューオンのビームを生成します。 物理学、化学、材料科学、地質学、工学、生物学の研究に中性子とミューオンを使用する2000人以上の科学者の国内および国際的なコミュニティをサポートしています。

ISIS Neutron and Muon Sourceは、物理学および生命科学の研究のための世界をリードするセンターです。 科学技術施設研究会議が所有および運営しています。

科学技術施設研究会議は英国研究技術革新機構の一部です。 大学、研究機関、企業、慈善団体、政府と協力して、研究とイノベーションが繁栄するための最良の環境を作り出す英国の団体。 STFCは、粒子および核物理学、天文学、重力研究と天体物理学、宇宙科学の研究に資金を提供し、支援します。また、XNUMXつの国立研究所のネットワークを運営し、CERN、FERMILAB、ESOなどの多くの国際研究施設で英国の研究を支援しています。チリの望遠鏡。