琥珀的图片(琥珀的真假识别方法)

琥珀又叫树脂化石，是一个“时间胶囊”，是一个“3D相机”，可以在远古生命活动的历史时刻存活下来。目前世界上只有100多个琥珀产地，但大多数琥珀产地属于新生代，与恐龙没有直接关系。中生代的琥珀产地少之又少，其中缅甸琥珀以产量大、质量高、内含物丰富著称。然而，如此重要的琥珀产地的研究过程并非一帆风顺。

缅甸琥珀研究史

从汉代开始，缅甸琥珀就传到了中国，一直持续到1885年英国占领缅甸。在近两千年的过程中，缅甸琥珀通常被作为皇室和贵族的首饰，这与缅甸琥珀是世界上最坚硬的琥珀有关系(因为缅甸琥珀形成时，也是由类方解石物质构成的)。作为珠宝使用，当时的选材主要集中在透明度、色泽等物理性能上，而有杂质的琥珀多为废弃或研磨。

作为现代博物学的发源地，英国占领缅甸后很快注意到缅甸琥珀的科学价值。20世纪初，它购买了数百吨缅甸琥珀，并将其运往英国，其中很大一部分保存在大英自然历史博物馆。这一时期的研究主要由欧洲人进行，发现了多种生物，并将缅甸琥珀这一重要的学术资源呈现在世人面前，被称为历史上缅甸琥珀的再发现。

二战后，世界格局重组，英国退出缅甸，缅甸独立。但缅甸琥珀产区仍处于反政府武装与政府军的交战区，产量仍不稳定。

但学术发展的趋势不可逆转，缅甸琥珀的价值也在不断被发现。特别是近年来，随着新的开采技术的应用，缅甸琥珀的许多更深、更多的地方被发现，许多惊人的发现被报道。

截至2018年，缅甸琥珀已发表713属916种，涵盖动植物菌三界510科99目37纲。然而，这些发现有很大一部分是在2014年之后发表的。2014年以前，缅甸琥珀上发表的文章平均每年不到20篇，但从2015年开始，已经飙升到每年120多篇，而且还在持续增长。

这些缅甸琥珀为恐龙时代的许多生物提供了直接证据，为科学家了解恐龙时代的生态系统组成、群体演化、古环境变迁等提供了宝贵的资料。

与其他化石产地不同，缅甸琥珀的研究有其特殊性。这不仅体现在科级和低级元素的逐渐丰富，还体现在一些重要生物类群和已灭绝的高级元素的发现。前者包括在缅甸琥珀中发现恐龙、古鸟类、青蛙、蛇、绒虫、介形虫、苍蝇等重要分支，后者包括齿翅目、鳃翅目等昆虫纲新目。

这些发现首次向世界展示了一些重要生物类群的精细形态信息，如恐龙和鸟类羽毛的三维形态、羽毛和羽囊的排列、微鳞片羽毛的特征、蛇皮上鳞片的显微结构、绒虫爪的超微结构等等。

2D到3D

然而，这些只是在光学显微镜下的二维形态学研究。由于琥珀的内含物常被一些杂质遮挡，一些重要的结构无法用光学显微镜直接观察到，如脊椎动物的内部骨骼、齿翅类动物的腹端生殖器等。

因此，迫切需要无损的方法来获得三维形貌和内部形貌。本人原本从事现代形态学研究，在德国耶拿大学长期做访问学者(洪堡学者)，熟悉三维数据的获取和重建过程。由于某种巧合，我有幸参与了缅甸琥珀的一些重要研究。在这个过程中，通过解决一些前所未有的棘手问题，我也推动了现代形态学在琥珀中的应用。

主要包括两个方面，第一是利用现有技术，第二是自己开发新技术。现有的技术是通过显微CT、同步辐射(来自北京光源、上海光源、欧洲光源、芝加哥光源等现代技术获得这些珍贵研究材料内部结构的三维信息、微量元素分布图、元素价态信息等。)CT成像和X射线荧光成像。

然而，这些材料的每一个标本都是独一无二的，而且不同于活体样本获得的“干净”的三维数据，琥珀CT扫描和三维重建过程中往往没有现成的经验可循，其三维数据往往夹杂着大量杂质，无法通过自动重建获得三维模型。只有经过一点点的尝试和反复的失败，我们才能逐渐获得感兴趣的信息。

比如在研究古鸟类的过程中，首先要扫描整只鸟的翅膀，先大致了解骨骼的保存状态。之后经过分段高清扫描，逐一检查判断，人工图像分割，即可得到最终的3D模型。这个重建过程通常需要耗费大量的人力、物力和时间。

新仪器和新软件的帮助

但是，并不是所有的琥珀都能获得CT数据(专业术语是对比)，所以琥珀中有一半左右是不能获得三维信息的。为此，我们也在探索和开发新的形态学采集技术。无独有偶，在中科院仪器研发项目的支持下，中科院动物所率先研发了结构光照明显微镜(中科院Xi安光机所参与)，可以快速获得原色的高分辨率三维形状。新仪器可以在几秒到几分钟内获得一组三维数据，在空之间的分辨率可以达到亚微米级，视场可以达到厘米级。这种仪器原本是为活体材料设计的，后来发现可以用于琥珀研究，成为在CT下无对比获取琥珀三维数据的唯一途径。

除了开发新的硬件，我们还关注新软件系统的研究和开发。琥珀包裹体的鉴定通常非常困难，这与其样品的保存状况、琥珀的埋藏历史、群体的特异性有关。目前初步搭建了基于深度学习的活体甲虫智能识别系统(甲虫约占已知种类的四分之一，是最大的生物类群)。这个系统覆盖了大约30，000种甲虫，所有已知的科，剖面级别的识别率可以达到89%左右。该系统将很快提供在线公开测试。在此基础上，我们希望利用深度学习算法来构建琥珀的自动识别系统。在琥珀数据进一步完善和相关深度学习训练后，有望为未来琥珀甲虫的鉴定提供参考体系。

这不再只是科幻小说。

缅甸琥珀恐龙标本(Eva)剖面显示铁元素高度富集。近边吸收光谱分析表明，铁样品中80%以上是二价铁，是血红蛋白和铁蛋白的痕迹。但由于缅甸琥珀标本的年龄近1亿年，远远超过了DNA的半衰期，在目前的技术条件下，这些标本不可能获得有价值的DNA片段。所以侏罗纪公园恐龙复活的场景目前只能停留在科幻小说里。但是未来呢？一切皆有可能！希望这些有价值的缅甸琥珀研究样本能为人类迎接即将到来的新时代提供更多的可能性。

一亿年前生态系统复原图(蒋绘，提供)

奇数翼琥珀(由白明提供)