Нейтронная визуализация ORNL выявила следы заживления рёберного перелома у ископаемого тираннозавра

Технология нейтронной визуализации Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США (ORNL) помогла исследователям из Университета Реджайны (Канада) и других организаций обнаружить редкие признаки заживления внутри ископаемых костей тираннозавра, что даёт новые ключи к пониманию древней жизни, существовавшей около 66 миллионов лет назад.

Объектом исследования стало одно из сломанных рёбер «Скотии» — самого крупного из когда-либо найденных скелетов тираннозавра. Исследователи обнаружили, что это ребро сохранило редкий для ископаемой летописи процесс заживления раны: после перелома богатая железом кровь поступила в повреждённую область и сформировала сосудистую сеть, способствовавшую заживлению; однако до полного срастания ребра «Скотия» погиб и был захоронен в солончаковой среде, которая замедлила разложение останков, позволив сохраниться некоторым хрупким структурам.

Профессор физики Университета Реджайны Маурисио Барби отметил, что в рёбрах «Скотии» обнаружена обширная сеть минерализованных кровеносных сосудов — явление, ранее нечасто встречавшееся в окаменелостях. Проект возглавлялся при участии кандидата наук Рочестерского университета Джеррита Митчелла. Исследовательская группа считает, что каждая окаменелость подобна крошечному мгновенному снимку прошлого, и, сопоставляя эти фрагменты, можно лучше понять древние организмы и среду их обитания.

Исследование берёт начало в 2020 году. Тогда Митчелл, используя технологию микро-КТ в Канадском источнике синхротронного излучения, обнаружил следы кровеносных сосудов в ребре «Скотии». Впоследствии команда, сочетая синхротронную визуализацию и микроскопию, изучала заживление костей и окаменевшие ткани на клеточном уровне. Для дальнейшего поиска доказательств сохранения мягких тканей исследователи направили образцы в Национальную лабораторию Ок-Ридж, где провели неразрушающую визуализацию на станции многорежимной перспективной радиографии (MARS) при высокопоточном изотопном реакторе (HFIR) и в среде виртуальной нейтронной науки (VENUS) при источнике нейтронов расщепления (SNS).

Нейтронная визуализация и рентгеновская визуализация обладают взаимодополняющими преимуществами. Рентгеновские лучи лучше отображают более тяжёлые элементы и плотные структуры, тогда как нейтроны более чувствительны к лёгким элементам, таким как водород, и могут выявлять информацию, труднодоступную для других методов. Исследовательская группа использовала холодные нейтроны, генерируемые на MARS, для высокоразрешающей визуализации небольших костей, янтаря и ископаемой чешуи; с помощью высокоэнергетических нейтронов на VENUS проводилась трёхмерная визуализация крупных костных образцов, включая ребро «Скотии».

Учёные-инструменталисты ORNL отмечают, что нейтроны обычно применяются для исследования батарей или передовых материалов, однако они обладают уникальной ценностью и при изучении вопросов древней жизни. Исследовательская группа планирует продолжить анализ полученных данных, расширить исследование на большее количество ископаемых образцов, сравнить модели заживления у разных видов, а также сочетать нейтронную и рентгеновскую визуализацию для изучения патологических признаков в окаменелостях и их отличий от патологий современных видов.