利用同步加速器,重建世界已知最古老恐龙胚胎头骨

由南非威特沃特兰德大学(UniversityoftheWitwater Srand)领导的一个国际科学家团队,在最小的细节上,利用法国欧洲同步加速器欧洲同步加速器(ESRF)的强大和非破坏性同步加速器技术,在三维重建了世界上一些已知最古老恐龙胚胎的头骨。他们发现,头骨的发育顺序与今天的鳄鱼、鸡、海龟和蜥蜴相同。调查结果近日发表在科学报告.

威特沃特兰德大学的科学家们在一篇文章中发表了世界上一些最古老的恐龙胚胎的~2cm长的头盖骨的三维重建。科学报告。这些胚胎是1976年在金门高地国家公园(南非自由州省)发现的,属于南非标志性恐龙。[医]卡氏马尾藻,一种5米长的食草动物,两亿年前就栖息在自由州地区。

这些胚胎的科学用途以前受到其极其脆弱的性质和微小尺寸的限制。2015年,来自威特沃特斯兰德大学的科学家Kimi Chapelle和Jonah Choiniere将他们带到位于法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器(ESRF)进行扫描。在ESRF中,一个844米长的电子环以光速运行,发出高功率的X射线光束,可用于非破坏性地扫描物质,包括化石。对胚胎进行了前所未有的详细扫描–以单个骨细胞的分辨率为标准。有了这些数据,在Wits实验室处理了近3年的数据后,研究小组得以重建恐龙婴儿头骨的三维模型。

世界上没有任何一个实验室的CT扫描仪能够产生这样的数据,文森特·费尔南德斯说,他是伦敦自然历史博物馆(英国)的合著者和科学家之一。他补充说:只有有了ESRF这样的大型设施,我们才能发掘出最令人兴奋的化石的潜藏潜力。这项研究是欧洲与南非国家研究基金会(South Africa National Research Foundation)全球合作的一个很好的例子。

到目前为止,人们认为这些卵子中的胚胎在孵化前就已经死亡了。然而,在这项研究中,主要作者Chapelle注意到了与恐龙近亲(鳄鱼、鸡、海龟和蜥蜴)发育中的胚胎的相似之处。通过比较颅骨在胚胎发育不同阶段的存在,Chapelle和合著者现在可以证明马蹄内事实上,胚胎比以前想象的要年轻得多,在它们的潜伏期内只有60%。

研究小组还发现,每个胚胎都有两种牙齿保存在发育中的颌骨中。其中一组是由非常简单的三角形牙齿组成的,这些牙齿在孵化前会被吸收或脱落,就像今天的壁虎和鳄鱼一样。第二组与成体非常相似,将是胚胎孵化的。我很惊讶地发现,这些胚胎不仅有牙齿,而且有两种牙齿。牙齿太小了,它们的宽度从0.4到0.7mm不等。这比牙签的尖端还小!Chapelle解释道。

这项研究的结论是,恐龙就像它们的爬虫近亲一样在卵中发育,其胚胎发育模式在两亿年内没有改变。难以置信的是,在超过2.5亿年的爬行动物进化过程中,卵中的头骨发育方式大致保持不变。这表明–你不会乱搞一件好事!维特沃特斯兰德大学(University Of Witwater Srand)教授乔纳·乔尼埃尔(Jonah Choiniere)总结说,他也是这项研究的合著者。

该研究小组希望将他们的方法应用于其他恐龙胚胎,以估计它们的发育水平。他们将看到其余的骨骼马蹄内看看它的胚胎在发育过程中是否与今天的恐龙近亲有相似之处。手臂和腿马蹄内胚胎已经被用来证明雏鸟很可能用两条腿行走。

主要调查结果:

高能量X射线被用来重建世界上一些已知最古老的恐龙胚胎的头骨。这个头骨可以以前所未有的细节在3D中被看到。恐龙胚胎头骨的发育似乎与今天的鳄鱼、鸡、海龟和蜥蜴的发育顺序相同。这些恐龙胚胎似乎在它们的潜伏期内以大约60%的速度被化石化。这比以前想象的要早得多。恐龙胚胎有两种类型的牙齿,大小从0.4到0.7mm宽。其中一套在孵化前就会脱落或吸收。

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event_note 10月 17, 2022

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