高性能電腦和X光揭開恐龍蛋的秘密

X射線同步加速器可以解答世界上最古老恐龍蛋的謎題。

高性能電腦和X光揭開恐龍蛋的秘密

X射線同步加速器可以解答世界上最古老恐龍蛋的謎題

由南非威特沃特斯蘭德大學領導的一個國際科學家小組,利用歐洲同步加速器(ESRF)的技術,重建了一些世界上已知的最古老恐龍胚胎頭骨的3D圖像。他們發現,其頭骨的發育順序與如今的鱷魚、雞、海龜和蜥蜴相同。

研究人員對這些大約2厘米長的頭骨進行了三維重建。這些胚胎在1976年發現於南非的金門高地國家公園,屬於南非標誌性的巨椎龍,一種5米長的食草動物,於2億年前築巢在該地區。

胚胎在科學上的實用性會因它的脆弱和過小體積而受到限制。到了2015年,來自威特沃特斯蘭德大學的科學家Kimi Chapelle和Jonah Choiniere將胚胎帶到了位於法國格勒諾布爾的ESRF進行掃描。844米的電子環以光速運動,發射出高功率的X射線,可以對包括化石在內的物質進行非破壞性掃描。此次掃描中,恐龍胚胎的解析度達到了單個骨細胞之高。

高性能電腦和X光揭開恐龍蛋的秘密

1976年在南非金門高原國家公園發現的巨椎龍恐龍蛋和胚胎

圖自Brett Eloff

有了這些數據,經過Wits實驗室近3年的數據處理,研究小組得以重建恐龍寶寶頭骨的三維模型。英國自然歷史博物館的科學家Vincent Fernandez表示:“世界上沒有任何一台實驗室CT掃瞄器能夠生成此類數據。只有像ESRF這樣的設備,才能挖掘出化石的潛力。”

人們普遍認為,恐龍蛋中的胚胎在孵化前就已經死亡了。但在這項研究中,Chapelle注意到了恐龍胚胎與現存恐龍親屬(鱷魚、雞、海龜和蜥蜴)胚胎的相似之處。通過比較胚胎髮育不同階段中的顱骨情況,研究人員證實,巨椎龍胚胎的孵化期實際上僅達到60%。

他們還發現,每個胚胎的下頜上都保留著兩種牙齒。一種是簡單的三角形牙齒,會在孵化前被吸收或脫落,就像如今的壁虎和鱷魚。第二組則與已孵化的成熟胚胎牙齒相同。Chapelle說道:“我真的很驚訝,這些胚胎不僅有牙齒,還有兩種牙齒。它們的牙齒很小,寬度從0.4到0.7毫米不等。比牙籤尖還小!”

這項研究的結論是,恐龍的胚胎髮育與它們的爬行動物近親一樣,其胚胎髮育模式在2億年內沒有發生改變。Jonah Choiniere表示:“這簡直令人難以置信,在2.5億年的爬行動物進化過程里,胚胎的頭骨發育方式竟基本保持不變。”

蝌蚪五線譜編譯自scitechdaily,譯者狗格格

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