物理学家描述在世界上最大的霸王龙身上发现保存完好的血管

物理学家描述在世界上最大的霸王龙身上发现保存完好的血管

被称为 Scotty 的霸王龙骨骼复制品在加拿大东区的霸王龙探索中心展出,该中心是皇家萨斯喀彻温省博物馆的一部分。来源:Muhsatteb 通过维基共享资源在 CC BY-SA 4.0 下

(化石网cnfossil.com)据《对话》(杰里特·利奥·米切尔):尽管目前古生物学的大部分研究都集中在试图在化石中找到有机遗骸的痕迹上,但不幸的是,恐龙DNA从未被发现。

我们对恐龙的了解大多来自从地下挖出的保存完好的骨骼和牙齿。然而,仅这些硬组织提供的信息是有限的。

软组织在化石记录中极为罕见,但可以帮助提供更逼真的古代生命重建。这包括肌肉和韧带、色素甚至皮肤(如鳞片或羽毛)等,其中包含有关恐龙如何生活和外观的详细信息。

骨骼中另一个有趣的软组织是血管。我和我的研究团队在霸王龙化石中发现了保存的血管,我们的发现最近发表在《科学报告》上。

作为里贾纳大学物理系的本科生,我加入了一个使用粒子加速器研究化石的研究团队。在那里,我首次使用先进的3D模型在霸王龙的骨头中发现了血管。从那一刻起已经快六年了;我现在正在攻读博士学位,在那里我利用我的物理学背景来推进化石研究中的分析技术。

非凡的标本

这些血管是在一个绰号斯科蒂的非凡霸王龙标本中发现的。斯科蒂被加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆收藏,是迄今为止出土的最大的霸王龙。该化石也是霸王龙最完整的标本之一。

斯科蒂在6600万年前似乎过着坎坷的生活;许多被发现的骨头似乎都受伤了,可能是由于与另一只恐龙的战斗或疾病。特别是一块骨头,一段肋骨,有一处部分愈合的大骨折。

一般来说,在骨骼经历骨折等创伤事件后,作为愈合过程的一部分,受影响区域的血管活动会大幅增加。我们相信这就是在斯科蒂肋骨中发现的:一个广泛的矿化血管网络,我们能够使用重建的3D模型进行检查。

古生物学研究的革命

在分析化石骨骼时,有两个主要挑战。首先是如何在不损坏化石的情况下检查骨骼内部。其次,由于化石化过程,骨骼非常大,可能非常致密,矿物质会取代并填充原始的有机物质。

起初,我们认为我们可以对骨骼进行计算机断层扫描(CT),类似于用于医疗目的的扫描,这可以在不损伤骨骼的情况下对骨骼进行成像。虽然这解决了第一个问题,但第二个问题意味着传统的医用CT机几乎不足以穿透致密骨。

为了我们的检查,我们使用了同步加速器光,特殊的高强度X射线。这些是在选定的粒子加速器实验室生产的,使我们能够轻松研究骨骼中的血管等微观结构。

同步辐射X射线也可用于化学分析。我们发现这些血管被保存为富含铁的矿化铸件,这是一种常见的化石形式,但分为两层。这种分层是由于复杂的环境历史,导致了斯科蒂肋骨的特殊保存。

写在血管里

通过分析未完全愈合的骨折产生的血管,我们有望了解霸王龙是如何愈合的,这有助于推测斯科蒂在受伤后是如何存活的。这可能会导致将斯科蒂的血管结构与其他恐龙物种以及鸟类等恐龙的现代亲属进行比较的进化信息。

这些结果也可能有助于未来的化石探索,引导科学家瞄准有损伤或疾病迹象的骨骼,从而可能增加发现更多血管或其他类型保存的软组织的机会。

随着跨学科研究和先进技术的新应用,有如此大的潜力以前所未有的方式重现恐龙的过去生活。




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