5 دقیقه
DNA دایناسورها همچنان فراتر از دسترس فعلی است، بنابراین دیرین‌شناسان به نشانه‌های نادرتر از بافت نرم حفظشده در داخل استخوان‌ها روی آورده‌اند. با استفاده از اشعههای سینکروترون پرتوان و بازسازی سهبعدی، پژوهشگران قالبهای معدنی غنی از آهن رگهای خونی داخل یک دندهٔ تا حدی جوشخوردهٔ تیرانوسوروس رکس را به تصویر کشیده‌اند. اعتبار: Shutterstock
نمونه و زمینهٔ علمی
بیشتر دانش ما دربارهٔ دایناسورها از بافت‌های سخت—استخوان‌ها و دندان‌ها—حفظشده در رکورد سنگی به‌دست می‌آید. این عناصر ضروری‌اند اما در افشای جزئیات فیزیولوژی، رشد و ظاهر محدودیت دارند. بافت‌های نرم استثنائاً حفظشده—اثرهای پوست، رنگدانه‌ها، بازمانده‌های عضلانی و رباط‌ها—اطلاعات زیستی بسیار غنی‌تری ارائه می‌دهند. سازه‌های عروقی که در داخل استخوان حفظ شده‌اند نیز شکلی دیگر از شواهد نادر بافت نرم هستند.
قالبهای عروقی این مطالعه از اسکاتی بازیابی شدند؛ بزرگ‌ترین و یکی از کامل‌ترین نمونه‌های T. rex که در موزهٔ رویال ساسکاچوان در کانادا نگهداری می‌شود. اسکلت نشانه‌های متعددی از آسیب را نشان میدهد که احتمالاً در طول زندگی اسکاتی، حدود ۶۶ میلیون سال پیش، جمع شده‌اند. یک دنده ترک بزرگی داشته و تا حدی جوش خورده است؛ شبکهٔ رگ‌هایی که در آن تصویربرداری شده به نظر می‌رسد فعالیت عروقی افزایشی مرتبط با فرایند ترمیم استخوان را ثبت کرده باشد.
روش‌ها: تصویربرداری سینکروترون و بازسازی سهبعدی
تحلیل ریزساختارهای داخلی در استخوان فسیلی با دو چالش اصلی روبه‌رو است: تصویربرداری از درون بدون نمونه‌برداری مخرب و نفوذ در ماده‌ای بسیار چگال و جایگزین‌شده با مواد معدنی. دستگاه‌های سی‌تی پزشکی اغلب از وضوح و توان نفوذ لازم برای فسیلهای بهشدت معدنیشده برخوردار نیستند.
میکروتوموگرافی اشعهٔ ایکس سینکروترون
تیم تحقیقاتی از نور سینکروترون—پرتوهای ایکس شدید و بسیار هم‌ترازیافته که در تسریع‌دهنده‌های ذرات تولید می‌شوند—برای اسکن دنده با رزولوشن میکرومتری استفاده کرد. میکروتوموگرافی سینکروترون میتواند جزئیات سهبعدی ظریف را بازتاب دهد و همچنین کنتراست حساس به عنصر را فراهم کند که امکان نگاشت شیمیایی فازهای معدنی را میسر می‌سازد.
نگاشت شیمیایی نشان داد کانال‌های عروقی به‌شکل قالبهای معدنی غنی از آهن حفظ شده‌اند که در دو لایهٔ معدنی متمایز سازمان‌یافته‌اند. این لایه‌بندی بازتاب‌دهندهٔ تاریخ دیازنتیکی پیچیده—دنبالهٔ تغییرات شیمیایی و محیطی پس از دفن—است که به حفظ استثنائی ریزساختارها منجر شده است.
کشف‌های کلیدی و پیامدها
الگوی رگهای معدنیشده با آنچه در طول فرایند فعال ترمیم استخوان انتظار می‌رود مطابقت دارد: افزایش موضعی عروقی برای رساندن سلول‌ها و مواد معدنی به محل آسیب. با ثبت این الگوهای آنگیوژنتیک (تشکیل رگ)، دانشمندان شاهدی آناتومیک مستقیم از نحوهٔ پاسخ‌دهی تروپودهای بزرگ مانند T. rex به تروما به‌دست میآورند.
تحلیل تطبیقی مورفولوژی عروق میتواند به پرسشهای تکاملی پاسخ دهد: آیا شبکه‌های عروقی در دایناسورها شبیه آرکوسورهأ امروزی (پرندگان و تمساح‌سانان) است؟ آیا تفاوت‌های معماری عروقی را می‌توان به نرخ‌های رشد، متابولیسم یا پاسخ ایمنی ربط داد؟ این کشف همچنین راهنمای عملی برای کار میدانی آینده پیشنهاد میدهد—استخوان‌هایی که علائم ترمیم یافته دارند میتوانند هدف‌های امیدبخشی برای یافتن نشانه‌های بیشتر بافت نرم باشند.
فناوری‌های مرتبط و چشم‌اندازهای آینده
کاربرد تصویربرداری مبتنی بر تسریع‌دهندهٔ ذرات همراه با مدلسازی سهبعدی و آنالیز شیمیایی غیرمخرب، دیرینه‌شناسی را دگرگون می‌کند. این روش‌های بین‌رشته‌ای به پژوهشگران امکان می‌دهند فسیل‌ها را در مقیاس سلولی و ریزساختاری بررسی کنند در حالی که نمونه‌ها حفظ می‌شوند. داده‌های حاصل از بافت‌های نرم معدنیشده را می‌توان با بافت‌شناسی، آنالیز ایزوتوپ و مقایسه با خویشاوندان زنده ترکیب کرد تا فیزیولوژی و تاریخچهٔ زندگی بازسازی شود.
دیدگاه کارشناسی
«یافتن قالبهای عروقی محفوظ در دندهٔ یک T. rex پنجره‌ای مستقیم به فرایندهای ترمیم در حیوانات باستانی میدهد»، می‌گوید دکتر آنا رویز، دیرینه‌زیست‌شناس که با این مطالعه مرتبط نبود. «این یافته پاتولوژی دیرینه‌ای را به مکانیسم‌های فیزیولوژیک واقعی پیوند می‌زند و به ما کمک می‌کند پرسشهای قابل اندازه‌گیری دربارهٔ رشد، پاسخ ایمنی و رفتار در گونه‌های منقرض‌شده مطرح کنیم.»
نتیجه‌گیری
بصری‌سازی قالبهای معدنی غنی از آهن رگهای خونی در دندهٔ اسکاتی نشان میدهد چگونه تصویربرداری پیشرفته و نگاشت شیمیایی میتوانند سیگنال‌های زیستی ظریف را از دل تاریخ ژرف بازیابی کنند. این یافتهها توان ما را برای استنتاج زیست‌شناسی دایناسورها فراتر از شکل استخوان گسترش میدهد—اطلاعات تازه‌ای دربارهٔ ترمیم، فیزیولوژی و روابط تکاملی فراهم می‌آورد—و به سمت راهبردهایی هدفمند برای کشف شواهد بیشتر بافت نرم در رکورد فسیلی اشاره می‌کند.
منبع: scitechdaily
.avif)
نظرات