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同步加速器X射線照亮了一些世界上最古老的恐龍蛋
2020-05-31 12:43上一篇:熱帶森林可以承受一定程度的高溫 |下一篇:互動(dòng)技術(shù)可以緩解城市交通擁堵嗎?
一支由南非威特沃特斯蘭德大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì),利用強(qiáng)大的無損同步加速器技術(shù),能夠以最小的細(xì)節(jié)重建3D世界上最古老的已知恐龍胚胎的頭骨。 ESRF,法國(guó)的歐洲同步加速器。他們發(fā)現(xiàn)頭骨的發(fā)育與當(dāng)今的鱷魚,雞,烏龜和蜥蜴的發(fā)育順序相同。研究結(jié)果今天發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上。
威特沃特斯蘭德大學(xué)的科學(xué)家在《科學(xué)報(bào)告》的一篇文章中發(fā)表了一些世界上最古老的恐龍胚胎的約2厘米長(zhǎng)頭骨的3D重建圖。這些胚胎于1976年在金門高地國(guó)家公園(南非自由州省)發(fā)現(xiàn),屬于南非的標(biāo)志性恐龍Massospondylus carinatus,這是一種5米長(zhǎng)的食草動(dòng)物,筑巢于2億年前的自由州地區(qū)。
以前,胚??胎的科學(xué)實(shí)用性受到其極其脆弱的性質(zhì)和微小的尺寸的限制。2015年,來自威特沃特斯蘭德大學(xué)的科學(xué)家Kimi Chapelle和Jonah Choiniere將他們帶到法國(guó)格勒諾布爾的歐洲同步加速器(ESRF)進(jìn)行掃描。在ESRF上,以光速傳播的844米電子環(huán)發(fā)射出高功率X射線束,可用于無損掃描包括化石在內(nèi)的物質(zhì)。以前所未有的細(xì)節(jié)水平掃描胚胎-以單個(gè)骨細(xì)胞的分辨率進(jìn)行掃描。掌握了這些數(shù)據(jù),并且在Wits實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了近3年的數(shù)據(jù)處理之后,該團(tuán)隊(duì)得以重建了小恐龍頭骨的3D模型。“世界上沒有任何實(shí)驗(yàn)室CT掃描儀可以生成此類數(shù)據(jù)。”文森特·費(fèi)爾南德斯說,英國(guó)倫敦自然歷史博物館的合著者和科學(xué)家之一。他補(bǔ)充說:“只有像ESRF這樣的大型設(shè)施,我們才能釋放出我們最激動(dòng)人心的化石的潛在潛能。這項(xiàng)研究是歐洲與南非國(guó)家研究基金會(huì)之間全球合作的一個(gè)很好的例子。”
迄今為止,人們認(rèn)為這些卵中的胚胎在孵化之前就已經(jīng)死亡。但是,平心在線充值 在研究過程中,第一作者Chapelle注意到了它們與活著的恐龍親戚(鱷魚,雞,烏龜和蜥蜴)的胚胎發(fā)育相似。通過比較頭骨的哪些骨骼處于其胚胎發(fā)育的不同階段,Chapelle及其合作者現(xiàn)在可以證明,馬氏海綿體的胚胎實(shí)際上比以前想象的要年輕得多,并且在整個(gè)潛伏期只有60%。
研究小組還發(fā)現(xiàn),每個(gè)胚胎在其發(fā)育中的頜骨中都保留著兩種類型的牙齒。一組牙齒由非常簡(jiǎn)單的三角形牙齒組成,在孵化之前它們已經(jīng)被吸收或脫落,就像今天的壁虎和鱷魚一樣。第二組與成蟲非常相似,將與胚胎一起孵化。Chapelle解釋說:“令我驚訝的是,這些胚胎不僅有牙齒,而且有兩種類型的牙齒。牙齒是如此之小;它們的寬度介于0.4至0.7mm之間。這比牙簽的尖端還?。?rdquo; 。
這項(xiàng)研究的結(jié)論是,恐龍就像它們的爬行動(dòng)物親戚一樣在卵中發(fā)育,其胚胎發(fā)育模式在2億年中沒有改變。“在超過2.5億年的爬行動(dòng)物進(jìn)化中,令人難以置信的是,頭骨在卵中的生長(zhǎng)方式幾乎保持不變。去展示一下-你不會(huì)惹上一件好事!” Jonah Choiniere總結(jié)道,威特沃特斯蘭德大學(xué)教授,也是該研究的合著者。
研究小組希望將其方法應(yīng)用于其他恐龍胚胎,以評(píng)估其發(fā)育水平。他們將研究馬氏海綿體胚胎的其余骨架,以了解它是否也與當(dāng)今的恐龍親屬有著相似的發(fā)育。Massospondylus胚胎的胳膊和腿已經(jīng)被用來顯示孵出的幼魚可能在兩條腿上行走。
主要發(fā)現(xiàn):
- 高能X射線被用于重建世界上一些最古老的已知恐龍胚胎的頭骨。
- 可以以前所未有的細(xì)節(jié)水平在3D模式下看到頭骨。
- 恐龍的胚胎頭骨似乎與當(dāng)今的鱷魚,雞,烏龜和蜥蜴的發(fā)育順序相同。
- 這些恐龍胚胎在其潛伏期中似乎已被化石約60%。這比以前認(rèn)為的要早得多。
- 恐龍胚胎有兩種類型的牙齒,大小范圍從0.4到0.7mm。在孵化之前,其中一套會(huì)掉下或吸收掉。