کشف خارق‌العاده رگ‌های خونی در فسیل تی‌رکس

شاید دی‌ان‌ای دایناسورها همچنان دست‌نیافتنی باشد، اما دانشمندان در حال کشف چیزی تقریبا به همان اندازه هیجان‌انگیز هستند و آن رگ‌های خونی باستانی است که درون استخوان‌های فسیل‌شده پنهان شده‌اند.

دانشمندان با استفاده از اشعه‌های ایکس سینکروترونی، رگ‌های خونی حفظ ‌شده‌ای را در فسیل یک تیرانوساروس رکس (Tyrannosaurus rex) با نام مستعار «اسکاتی» کشف کردند؛ روشی که ساختارهای پیچیده‌ای را که در جریان یک فرآیند بهبود ۶۶ میلیون سال پیش شکل گرفته بودند، آشکار کرد. این یافته‌ها داده‌هایی درباره فیزیولوژی و بقای دایناسورها ارائه می‌دهند و نشان می‌دهند چگونه فیزیک و تصویربرداری پیشرفته در حال دگرگون کردن پژوهش‌های دیرینه‌شناسی هستند.

به نقل از ساینس‌دیلی، پژوهشگران شبکه‌ای از رگ‌های حفظ ‌شده را درون دنده‌ای یافتند که زمانی شکسته و ۶۶ میلیون سال پیش در حال ترمیم بوده است. با استفاده از اشعه‌های ایکس قدرتمند سینکروترونی از شتاب‌دهنده‌های ذرات، آن‌ها توانستند بدون آسیب رساندن به فسیل متراکم، به درون آن نگاه کنند و ساختارهای پیچیده و غنی از آهن را که از فرآیند بهبود باقی مانده بودند، آشکار سازند.

یک تی‌رکس زخمی، ردهای میکروسکوپی از رگ‌های خونی در حال ترمیم خود بر جای گذاشته است که اکنون ۶۶ میلیون سال بعد، رازهایی از بقای دایناسورها را فاش می‌کند.

با وجود دهه‌ها تلاش، دانشمندان هرگز دی‌ان‌ای دایناسورها را بازیابی نکرده‌اند. بیشتر پژوهش‌های دیرینه‌شناسی امروز همچنان بر جست‌وجوی ردهایی از مواد آلی اولیه در فسیل‌ها متمرکز است، اما دی‌ان‌ای از گذر زمان جان سالم به در نبرده است.

بخش زیادی از آنچه درباره دایناسورها می‌دانیم، از استخوان‌ها و دندان‌های فسیل‌ شده به دست آمده است. این بقایای مقاوم به‌خوبی حفظ می‌شوند، اما تنها داده محدودی درباره اینکه این حیوانات واقعاً چگونه زندگی می‌کرده‌اند، ارائه می‌دهند.

از سوی دیگر، بافت‌های نرم می‌توانند اطلاعات بسیار بیشتری ارائه دهند. این مواد فسیل‌شده نادر شامل ماهیچه‌ها و رباط‌ها، رنگدانه‌ها یا حتی پوست (مانند فلس‌ها یا پرها) هستند. آن‌ها سرنخ‌های مهمی درباره ظاهر، حرکت و رفتار فراهم می‌کنند. نوع دیگری از بافت نرم که گاهی درون استخوان‌ها حفظ می‌شود، رگ‌های خونی است.

کشفی که با فیزیک آغاز شد

یک گروه تحقیقاتی که از شتاب‌دهنده‌های ذرات برای مطالعه فسیل‌ها استفاده می‌کردند، از تکنیک‌های تصویربرداری سه‌ بُعدی پیشرفته برای بررسی یک استخوان تی‌رکس استفاده کردند و ساختارهایی را مشاهده کردند که به نظر می‌رسید رگ‌های خونی باشند.

نزدیک به ۶ سال بعد، استفاده از روش‌های مبتنی بر فیزیک برای بهبود تحلیل فسیل‌ها ادامه دارد.

بزرگ‌ترین تی‌رکس کشف ‌شده

رگ‌های حفظ ‌شده از یک نمونه خارق‌العاده به نام «اسکاتی» به دست آمده‌اند. این نمونه که در کانادا نگهداری می‌شود، بزرگ‌ترین تی‌رکس کشف ‌شده و یکی از کامل‌ترین‌ها است.

شواهد نشان می‌دهد که اسکاتی حدود ۶۶ میلیون سال پیش زندگی دشواری داشته است. بسیاری از استخوان‌های آن نشانه‌هایی از آسیب را دارند که احتمالا ناشی از نبرد با دایناسور دیگر یا بیماری است. یکی از دنده‌ها قابل توجه است، زیرا شکستگی بزرگی را نشان می‌دهد که تنها به‌ طور جزئی بهبود یافته بود.

وقتی استخوان‌ها آسیب می‌بینند، بدن فعالیت رگ‌های خونی را در ناحیه آسیب‌دیده افزایش می‌دهد تا از روند بهبود حمایت کند. به نظر می‌رسد ساختارهایی که ما در دنده اسکاتی مشاهده کردیم، بخشی از همین فرآیند باشند و شبکه‌ای متراکم از رگ‌های معدنی ‌شده را تشکیل دهند که ما با استفاده از مدل‌های سه ‌بُعدی بازسازی کردیم.

تصویربرداری پیشرفته ساختارهای پنهان را آشکار می‌کند

مطالعه درون استخوان‌های فسیل‌شده دو چالش اصلی دارد. نخست، پژوهشگران باید بدون آسیب رساندن به نمونه به داخل آن نگاه کنند. دوم، استخوان‌های فسیل ‌شده بسیار متراکم هستند، زیرا مواد معدنی در طول میلیون‌ها سال جایگزین مواد آلی اولیه شده‌اند.

در ابتدا استفاده از اسکن توموگرافی کامپیوتری (CT)، مشابه آنچه در پزشکی استفاده می‌شود، در نظر گرفته شد. با اینکه این روش غیرمخرب است، اما اسکنرهای توموگرافی کامپیوتری استاندارد نمی‌توانند در ساختار متراکم فسیل‌های بزرگ نفوذ کنند.

در عوض، ما به نور سینکروترون روی آوردیم؛ نوعی قدرتمند از اشعه‌های ایکس با شدت بالا که در تأسیسات تخصصی شتاب ‌دهنده ذرات تولید می‌شود. این تکنیک به ما اجازه داد ویژگی‌های بسیار کوچک داخلی مانند رگ‌های خونی را با وضوحی چشمگیر مشاهده کنیم.

تصویربرداری سینکروترونی همچنین امکان تحلیل ترکیب شیمیایی این ساختارها را فراهم کرد. رگ‌ها به‌صورت قالب‌های معدنی غنی از آهن حفظ شده بودند که یک فرآیند رایج فسیل‌شدن است. جالب اینکه این ساختارها در دو لایه متمایز ظاهر شدند که نشان‌دهنده تاریخچه محیطی پیچیده‌ای است که به حفظ آن‌ها کمک کرده است.

رگ‌های خونی چه چیزی درباره زندگی دایناسورها نشان می‌دهند؟

شکستگی نیمه‌ بهبودیافته در دنده اسکاتی فرصتی نادر برای مطالعه نحوه بهبود یک تی رکس از آسیب فراهم می‌کند. با بررسی رگ‌های خونی حفظ‌ شده، پژوهشگران می‌توانند داده‌هایی درباره فرآیندهای ترمیم و راهبردهای بقا در دایناسورهای شکارچی بزرگ به دست آورند.

این پژوهش همچنین می‌تواند مبنایی برای مقایسه با دیگر گونه‌های دایناسورها و با حیوانات امروزی مانند پرندگان که خویشاوندان نزدیک دایناسورها هستند، فراهم کند.

این یافته‌ها می‌توانند مسیر کشفیات آینده فسیل‌ها را نیز هدایت کنند. استخوان‌هایی که نشانه‌هایی از آسیب یا بیماری دارند، ممکن است احتمال بیشتری برای حفظ رگ‌های خونی یا دیگر بافت‌های نرم داشته باشند و به دانشمندان کمک کنند نمونه‌های امیدبخش را هدف‌گیری کنند.

با ترکیب فیزیک، دیرینه‌شناسی و فناوری‌های پیشرفته تصویربرداری، پژوهشگران در حال کشف جزئیاتی از زیست‌شناسی دایناسورها هستند که زمانی تصور می‌شد مطالعه آن‌ها غیرممکن است.

منبع: ایسنا