Trotz jahrzehntelanger Bemühungen haben Wissenschaftler nie Dinosaurier-DNA gefunden. Die meiste paläontologische Forschung konzentriert sich heute noch auf die Suche nach Spuren von ursprünglichem organischem Material in Fossilien, aber DNA hat den Zahn der Zeit nicht überstanden. Vieles von dem, was wir über Dinosaurier wissen, stammt von versteinerten Knochen und Zähnen. Diese haltbaren Überreste bleiben gut erhalten, bieten aber nur begrenzte Einblicke in das tatsächliche Leben dieser Tiere. Weichteile hingegen können weit mehr verraten. Zu diesen seltenen fossilen Materialien gehören Muskeln und Bänder, Pigmente oder sogar Haut (wie Schuppen oder Federn). Sie liefern wichtige Hinweise auf Aussehen, Bewegung und Verhalten.
Eine andere Art von Weichteil, das manchmal in Knochen konserviert ist, sind Blutgefäße. Mein Forschungsteam und ich haben konservierte Blutgefäße in einem Tyrannosaurus-rex-Fossil identifiziert, und unsere Ergebnisse wurden kürzlich in Scientific Reports veröffentlicht. Als Physik-Student im Grundstudium an der University of Regina schloss ich mich einer Forschungsgruppe an, die Teilchenbeschleuniger zur Untersuchung von Fossilien einsetzte. Während dieser Zeit untersuchte ich mit fortschrittlichen 3D-Bildgebungstechniken einen T. rex-Knochen und bemerkte Strukturen, die wie Blutgefäße aussahen. Fast sechs Jahre später promoviere ich nun und wende weiterhin physikalische Methoden an, um die Analyse von Fossilien zu verbessern.
Die konservierten Gefäße stammen von einem außergewöhnlichen Exemplar namens Scotty. Im Royal Saskatchewan Museum in Kanada beherbergt, ist Scotty der größte je entdeckte T. rex und einer der vollständigsten. Die Beweise deuten darauf hin, dass Scotty vor etwa 66 Millionen Jahren ein schwieriges Leben führte. Viele seiner Knochen zeigen Anzeichen von Verletzungen, möglicherweise durch Kämpfe mit einem anderen Dinosaurier oder durch Krankheit. Eine Rippe sticht hervor, die einen großen Bruch aufweist, der nur teilweise verheilt war. Wenn Knochen beschädigt werden, erhöht der Körper die Blutgefäßaktivität im betroffenen Bereich, um die Heilung zu unterstützen. Die Strukturen, die wir in Scotty's Rippe beobachteten, scheinen Teil dieses Prozesses zu sein und bilden ein dichtes Netzwerk mineralisierter Gefäße, das wir mit 3D-Modellen rekonstruiert haben.
Fortschrittliche Bildgebung enthüllt verborgene Strukturen - Die Untersuchung des Inneren fossiler Knochen stellt zwei große Herausforderungen dar. Erstens müssen Forscher in das Innere schauen, ohne das Exemplar zu beschädigen. Zweitens sind versteinerte Knochen extrem dicht, da Mineralien im Laufe von Millionen von Jahren das ursprüngliche organische Material ersetzt haben. Wir erwogen zunächst die Verwendung einer Computertomographie (CT), ähnlich wie in der Medizin. Obwohl diese Methode zerstörungsfrei ist, können Standard-CT-Scanner die dichte Struktur großer Fossilien nicht durchdringen. Stattdessen wandten wir uns dem Synchrotronlicht zu, einer leistungsstarken Form hochenergetischer Röntgenstrahlen, die in speziellen Teilchenbeschleunigeranlagen erzeugt werden. Diese Technik ermöglichte es uns, winzige innere Merkmale wie Blutgefäße mit bemerkenswerter Klarheit sichtbar zu machen. Die Synchrotron-Bildgebung ermöglichte auch die Analyse der chemischen Zusammensetzung der Strukturen. Die Gefäße waren als eisenreiche mineralisierte Abdrücke erhalten geblieben, ein üblicher Fossilisationsprozess. Interessanterweise traten sie in zwei unterschiedlichen Schichten auf, was auf eine komplexe Umweltgeschichte hindeutet, die zu ihrer Erhaltung beigetragen hat.
Was Blutgefäße über das Leben der Dinosaurier verraten - Der teilweise verheilte Bruch in Scotty's Rippe bietet eine seltene Gelegenheit zu untersuchen, wie sich ein T. rex von einer Verletzung erholte. Durch die Untersuchung der konservierten Blutgefäße können Forscher Einblicke in Heilungsprozesse und Überlebensstrategien großer Raubsaurier gewinnen. Diese Arbeit könnte auch eine Grundlage für Vergleiche mit anderen Dinosaurierarten und mit modernen Tieren wie Vögeln bieten, die eng mit Dinosauriern verwandt sind. Die Ergebnisse könnten auch zukünftige Fossilienfunde leiten. Knochen, die Anzeichen von Verletzungen oder Krankheiten zeigen, könnten mit größerer Wahrscheinlichkeit Blutgefäße oder andere Weichteile konservieren, was Wissenschaftlern hilft, vielversprechende Exemplare zu identifizieren. Mit der Kombination aus Physik, Paläontologie und fortschrittlichen Bildgebungstechnologien beginnen Forscher, Details über die Biologie der Dinosaurier zu enthüllen, die einst für unmöglich gehalten wurden.