레이저 기술로 '로제타 스톤' 화석 해독, 초기 생명체 단서 제공

Loronet al.

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스코틀랜드 애버딘셔(Aberdeenshire) 중심부, 고요한 라이니(Rhynie) 마을 근처에는 1912년 발견된 이후 과학자들의 마음을 사로잡은 세계적으로 유명한 화석 생태계가 있습니다.

실리카로 구성된 단단한 암석인 처트의 뚫을 수 없는 포옹 안에 보존된 라이니 처트는 약 4억 7백만 년 전인 고대 초기 데본기 시대의 과거를 엿볼 수 있는 창을 제공합니다. 이 놀라운 지질학적 보물은 지구상 생명체의 신비를 푸는 데 중요한 역할을 합니다.

이제 최첨단 비파괴 이미징 기술, 고급 데이터 분석 및 강력한 기계 학습으로 무장한 연구원 팀이 스코틀랜드 국립 박물관과 대학교가 보유한 화석 컬렉션에 대한 획기적인 탐사에 착수했습니다. 애버딘과 옥스포드.

혁신적인 접근 방식을 통해 에딘버러 대학의 과학자들은 가장 잘 보존되지 않은 샘플에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으킬 수 있는 라이니 처트에 대한 전례 없는 통찰력을 공개했습니다.

고대 세계에 대한 우리의 이해에 대한 이 연구가 미치는 영향에 대해 더 자세히 알아보기 위해 Interesting Engineering(IE)은 연구의 주요 저자 중 한 명인 Corentin Loron 박사와 연결되었습니다.

"여기에서 연구된 화석은 약 4억년 전의 라이니 처트(Rhynie chert)에서 발견된 식물, 균류(버섯, 효모 및 곰팡이가 포함된 왕국), 박테리아 및 동물의 표본입니다. 이 곳은 오랫동안 알려진 스코틀랜드 애버딘셔의 화석 유적지입니다. 화석이 엄청나게 풍부합니다.”라고 Loron은 IE에 설명했습니다.

그녀는 화석이 매우 단단한 광물인 실리카 매트릭스 내에 들어있어 형태학적으로 그리고 그녀의 연구에서 밝혀진 바와 같이 분자적으로도 "원래 그대로 보존"되어 있다고 설명했습니다.

"Rhynie chert 집단은 일부 생물학적 계통에 대한 초기의 명확한 사례를 많이 포함하고 있기 때문에 대륙에서 생명이 어떻게 진화했는지 연구하는 데 중요한 것입니다."라고 그녀는 말했습니다.

이러한 방식으로 Rhynie chert 집합은 신호가 해당 유기체와 비교될 수 ​​있기 때문에 화석의 분자 신호 연구에 대한 강력한 양성 대조군 자격이 있다고 그녀는 설명했습니다.

"어떤 의미에서 이것은 로제타석이 상형문자를 허용했던 것처럼 집합체 내에서 또는 더 이른 시간에 더 비밀스럽거나 모호한 신호를 이해할 수 있는 열쇠를 제공합니다."라고 그녀는 설명했습니다.

화석은 Fourier Transform InfraRed를 의미하는 FTIR 분광학을 사용하여 분석되었습니다. Loron은 “이 기술에서는 화석 물질을 통과하여 원자 사이의 결합을 자극하는 적외선 레이저로 샘플을 촬영합니다.”라고 설명했습니다.

케샤바나/위키미디어 공용

간단히 말하면, FTIR 분광법은 빛을 사용하여 샘플의 분자를 식별합니다. 이는 과학자들이 샘플이 무엇으로 구성되어 있는지 이해하는 데 도움이 됩니다.

이는 샘플에 적외선을 비추고 샘플 내의 분자에 흡수된 빛의 파장을 측정하는 방식으로 작동합니다.

각 분자 유형에는 지문과 같이 기기가 감지할 수 있는 고유한 흡수 패턴이 있습니다. 이 장비는 다양한 파장에서 흡수된 빛의 강도를 기록하고 이를 스펙트럼으로 변환합니다.

"이러한 결합은 유형(예: 두 개의 탄소 원자 사이 또는 탄소와 산소 사이의 결합)과 화학적 작용 그룹에 따라 서로 다른 주파수에서 진동할 것입니다."라고 Loron은 IE에 말했습니다.

"결과는 분자 구조를 재구성하고 이해하기 위해 활용할 수 있는 물질의 화학적 구성을 보여주는 스펙트럼이 될 것입니다."라고 그녀는 덧붙였습니다. 즉, 과학자들은 이 스펙트럼을 다른 분자의 알려진 스펙트럼과 비교함으로써 특정 화합물의 존재를 식별하거나 물질의 화학 구조를 분석할 수 있습니다.

"우리가 이러한 스펙트럼을 분석하는 데 사용한 한 가지 접근 방식은 단순히 지도된 통계 접근 방식인 기계 학습 접근 방식입니다."라고 그녀는 말했습니다.