Виртуальные 3D-модели окаменелостей аммонита впервые демонстрируют их мускулы

Виртуальные 3D-модели окаменелостей аммонита впервые демонстрируют их мускулы

Лесли Чернс и др.

Согласно статье, опубликованной в прошлом месяце в журнале Geology, исследователи создали высокодетализированную 3D-модель юрского окаменелого аммонита возрастом 365 миллионов лет, сочетающую передовые методы визуализации и выявление внутренних мышц, которые ранее не наблюдались. В другой статье, опубликованной в прошлом месяце в журнале Papers in Paleontology, сообщается о создании трехмерных виртуальных моделей броневых пластин из окаменелых скелетов двух новых видов древних червей, возраст которых составляет 400 миллионов лет.

Окаменелость аммонита, использованная в геологическом исследовании, была обнаружена в 1998 году в карьере Клэйдон-Пайк в Глостершире, Англия, и состоит в основном из плохо цементированного песка, песчаника и известняка. По всему участку было разбросано множество осколков раковин моллюсков, но этот конкретный экземпляр был совершенно неповрежденным, не показывая признаков длительного воздействия в результате очистки, инкрустации раковины или эксгумации из других мест и повторного захоронения. Окаменелость в настоящее время находится в Национальном музее Уэльса в Кардиффе.

«Когда я нашел окаменелость, я сразу понял, что это что-то особенное», — сказал соавтор Невилл Холлингворт, менеджер по взаимодействию с общественностью в Совете по науке и технологиям. «Оболочка распалась на две части, и тело окаменелости выпало, обнажив то, что выглядело как мягкие ткани. Замечательно, наконец, узнать, что они используют, используя самые современные методы визуализации».

Сначала команда сфотографировала внутреннюю форму и подвергла окаменелость сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Затем исследователи объединили два мощных и дополнительных метода визуализации.

Нейтронная томография очень похожа на рентгеновские методы, за исключением того, что она не так чувствительна к плотности материала. Таким образом, некоторые вещи, которые легко увидеть с помощью нейтронной визуализации, может быть сложно или невозможно увидеть с помощью рентгеновских лучей (и наоборот). Команда собрала более 1800 проекций продолжительностью 30 секунд с помощью нейтронной томографии и использовала компьютерное программное обеспечение, чтобы реконструировать их в 2D-срезы.

Рентгеновская микротомография включает использование рентгеновских лучей для создания поперечных сечений физического объекта, которые можно использовать для воссоздания виртуальной 3D-модели без разрушения исходного объекта. С помощью этого метода команда записала 6000 проекций, которые были преобразованы в трехмерное изображение. Данные рентгеновской микротомографии особенно полезны для выявления ключевых деталей внутренней и внешней структуры оболочки.

Затем оба набора данных были импортированы в специализированное программное обеспечение для создания комбинированной 3D-модели. Рентгеновские данные в сочетании с данными нейтронной томографии привели к чрезвычайно подробным трехмерным изображениям окаменелостей в ложных цветах.

«Несмотря на то, что они были обнаружены более 20 лет назад, ученые сопротивлялись разрушительному способу резки [the fossil] кроме того, чтобы посмотреть, что внутри «, — сказал соавтор Алан Спенсер из Имперского колледжа Лондона. Он продолжил:

Хотя это было бы намного быстрее, это чревато безвозвратной потерей некоторой информации. Вместо этого мы ждали, пока технология неразрушающего контроля наверстает упущенное — как сейчас. Это позволило нам понять эти внутренние структуры, не повредив это уникальное и редкое ископаемое. Этот результат является свидетельством проявленного терпения и невероятных технологических достижений в палеонтологии.

Блок окаменелого аммонита.
Приблизить / Блок окаменелого аммонита.

Лесли Чернс и др., 2021 г.

Палеонтологи обычно полагаются на современный род Наутилус как модель древних окаменелостей аммоноидей, которые имеют хотя бы внешнее сходство со своими юрскими предками. Но эта новая трехмерная модель, изображающая мышцы и мягкие ткани, предполагает, что это сходство может быть только в панцире, а аммониты могут иметь больше общего, эволюционно говоря, с сегодняшним подмножеством коллоидов, которое включает кальмаров, осьминогов и каракатиц.

Виртуальная трехмерная модель ископаемого аммонита юрского периода показывает внутренние мышцы, которые раньше никогда не видели.
Приблизить / Виртуальная трехмерная модель ископаемого аммонита юрского периода показывает внутренние мышцы, которые раньше никогда не видели.

Лесли Чернс и др.

«Сохранение мягких частей аммонитов крайне редко, даже по сравнению с окаменелостями близкородственных животных, таких как кальмары», — сказал соавтор Лесли Чернс из Кардиффского университета. «Мы нашли доказательства того, что мышцы отсутствуют. Наутилус, который позволил по-новому взглянуть на анатомию и функциональную морфологию аммонитов ».

Что наиболее важно, этот аммонит, вероятно, плавал, используя реактивный двигатель, в котором вода выпускается через трубку или воронку (гипон), расположенную рядом с отверстием в камере тела. Среди других открытий исследователи заметили парные мышцы, отходящие от тела аммонита, которые, по их предположению, животное, вероятно, использовало, чтобы заползать дальше в свой панцирь, чтобы избежать хищников. (У аммонитов не было такой защиты, как чернильный мешок, характерный для осьминогов, кальмаров и каракатиц.)

«Потребовалось более 20 лет терпеливой работы и тестирования новых методов неразрушающего сканирования окаменелостей, пока мы не нашли комбинацию, которую можно было бы использовать для этого редкого образца», — сказал соавтор Рассел Гарвуд из Университета Манчестера, который также является научный сотрудник Отделения естественных наук музея. «Это подчеркивает как важность того, чтобы коллекции наших национальных музеев постоянно сохраняли и предоставляли доступ к этим важным образцам, так и темпы технического прогресса в палеонтологии в последние годы».

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *