科學家借助3D打印模型研究人類遠祖露西之死
世界上最著名的化石現在開源了。在埃塞俄比亞發現的一只318萬歲的古人類露西(lucy),其3D掃描數據在2016年8月29日發布,任何人都可以檢查她的手臂、肩膀和膝蓋骨,甚至可以制作3D打印的復制品。伴隨掃描數據的還有一篇Nature的論文,稱露西這個人類近親是屬于南方古猿,死于從樹上墜落。論文背后的研究小組還制作了掃描數據并發布出來,渴望其他研究人員通過打印出的骨頭來檢驗這一假設。
“在論文中詳細地描述它是一回事,但是得到這些東西、把它們3D打印出來、查看它們并將其組合在一起是另一回事,”研究團隊負責人John Kappelman說,他是得克薩斯大學奧斯汀分校的古人類學家。
他的團隊獲得了埃塞俄比亞國家博物館和該國政府的批準,可以制作露西的公開模型。“我從埃塞俄比亞人那里感覺到,他們不僅把露西看作國家的財富,還把她看作全人類的財富,”Kappelman說,他希望該國能盡快發布露西其余部分的數字掃描數據,并且其他國家也像這樣開放古人類化石。
露西的數字亮相經過了八年的時間。在2008年8月的美國之旅中,她40%的遺體在Kappelman的實驗室中放置了10天。該團隊沒日沒夜地用電腦斷層掃描(CT)成像儀來掃描她的數百個骨頭碎片。
正在進行計算機X光斷層掃描的露西臂骨
細致檢查后發現了不尋常的骨折:和肩膀相連的右肱骨末端有一系列新的破裂和壓縮,就像整形外科醫生經常看到的人們在摔倒時用手撐地的后果。露西的骨盆、左肩、膝蓋和右踝的損傷也和從高處墜落的結果一樣。Kappelman團隊估計,露西從高于10米的樹上掉落,因傷勢過重死亡,落地時的速度可達每小時60公里。
露西是直立行走,但她可能適應了她的祖先那種在樹上的生活,不過這個想法經過了激烈的辯論。Kappelman小組指出,露西會睡在樹上以躲避捕食者,但她不和她那更像猿類的祖先一樣機敏。“這是地球上最著名的化石,辯論的中心在于人類進化中的樹棲論,我們認為她很可能是死于從樹上墜落,”他說。
加利福尼亞州庫卡蒙格牧場的查菲大學的人類學家Marc Meyer最近研究了露西,他對此持懷疑態度。Meyer說,黑猩猩從樹上掉下后會更可能摔斷脊柱,“露西的脊椎損傷并不像我們認為應該達到的程度。”
露西的發現者在發現她時注意到了她破碎的骨頭,但當時認為這是發生在她死后。據中國3D打印網了解,Donald Johanson是坦佩市亞利桑那州立大學的古人類學家,他在1974年發現了露西,他仍然堅持這一解釋。他指出,像露西這樣破碎的骨頭在附近的其他遺跡中很常見。
Donald Johanson與露西的遺骸(1982年攝)
雖然3D打印的骨骼和虛擬模型可能會有用,但Meyer說這還是無法替代親眼看到化石。他發現了拉密達地猿和他研究的物理模型之間明顯的差異,包括一些模型中沒能捕獲的畸變。
古人類化石的數字模型是罕見的,但有一些會開放。大約1500個遺骸中的100個屬于“納萊迪人”,他們是2013年在南非的一個洞穴系統中發現的,可以在MorphoSource.org下載到,同樣可以制作模型的還有該團隊在2008年發現的200萬年前的南方古猿。
AfricanFossils.org發布用于教育的古人類化石,這一行為是由Leakey領導的,包含許多來自肯尼亞的重要標本。但該網站的模型故意降低了分辨率,以免減少他們在制作物理模型方面的收入,不過在很多情況下還是能夠滿足3D打印的。
Kappelman希望看到這樣的商業模式能繼續,對低質量的模型進行免費,而高質量的數字復制品則收取費用。“要做的是整合出一種良好的商業模式,使這些博物館能夠從數據中獲得一定的收入,”他說。
但Leakey認為收費將進一步限制訪問。她還指出,數字模型很容易被盜版。“把內容隱藏起來的日子一去不復返了,”她說。“一旦你為別人做了一個3D模型,你就不可能再控制它了。”
(編譯自Nature)
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