수십 년의 노력에도 불구하고 과학자들은 공룡 DNA를 복구한 적이 없다. 오늘날 대부분의 고생물학 연구는 여전히 화석에서 원래 유기 물질의 흔적을 찾는 데 초점을 맞추고 있지만, DNA는 시간의 흐름을 견디지 못했다. 우리가 공룡에 대해 이해하는 것의 대부분은 화석화된 뼈와 이빨에서 비롯된다. 이 내구성 있는 잔해는 잘 보존되지만, 이 동물들이 실제로 어떻게 살았는지에 대한 제한된 통찰력만을 제공한다. 반면, 연조직은 훨씬 더 많은 것을 드러낼 수 있다. 이 희귀한 화석화된 물질에는 근육과 인대, 색소, 심지어 피부(비늘이나 깃털 같은)가 포함된다. 이들은 외모, 움직임, 행동에 대한 중요한 단서를 제공한다.
때때로 뼈 내부에 보존되는 또 다른 유형의 연조직은 혈관이다. 나의 연구팀과 나는 티라노사우루스 렉스 화석에서 보존된 혈관을 확인했으며, 우리의 연구 결과는 최근 Scientific Reports에 게재되었다. University of Regina에서 물리학 학부생으로 공부하는 동안, 나는 입자 가속기를 사용하여 화석을 연구하는 연구 그룹에 합류했다. 그 기간 동안 나는 고급 3D 이미징 기술을 사용하여 T. rex 뼈를 조사했고 혈관으로 보이는 구조를 발견했다. 거의 6년이 지난 지금, 나는 박사 과정을 밟으며 화석 분석 방식을 개선하기 위해 물리학 기반 방법을 계속 적용하고 있다.
보존된 혈관은 Scotty로 알려진 특별한 표본에서 나왔다. 캐나다 Royal Saskatchewan Museum에 소장된 Scotty는 지금까지 발견된 T. rex 중 가장 크고 가장 완전한 것 중 하나이다. 증거에 따르면 Scotty는 약 6600만 년 전에 힘든 삶을 살았다. 많은 뼈가 부상의 흔적을 보여주는데, 아마도 다른 공룡과의 전투나 질병 때문일 수 있다. 하나의 갈비뼈가 눈에 띄는데, 부분적으로만 치유된 큰 골절을 보여준다. 뼈가 손상되면 신체는 치유를 지원하기 위해 해당 부위의 혈관 활동을 증가시킨다. Scotty의 갈비뼈에서 관찰된 구조는 그 과정의 일부로 보이며, 우리가 3D 모델을 사용하여 재구성한 광물화된 혈관의 조밀한 네트워크를 형성한다.
고급 이미징이 숨겨진 구조를 드러내다 - 화석 뼈 내부를 연구하는 것은 두 가지 주요 도전 과제를 제시한다. 첫째, 연구자들은 표본을 손상시키지 않고 내부를 살펴봐야 한다. 둘째, 화석화된 뼈는 수백만 년에 걸쳐 광물이 원래의 유기 물질을 대체했기 때문에 매우 조밀하다. 우리는 처음에 의학에서 사용되는 것과 유사한 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔을 사용하는 것을 고려했다. 이 방법은 비파괴적이지만, 표준 CT 스캐너는 큰 화석의 조밀한 구조를 관통할 수 없다. 대신, 우리는 특수 입자 가속기 시설에서 생성된 강력한 형태의 고강도 X선인 싱크로트론 광으로 전환했다. 이 기술을 통해 우리는 혈관과 같은 미세한 내부 특징을 놀라운 선명도로 시각화할 수 있었다. 싱크로트론 이미징은 또한 구조의 화학적 조성을 분석하는 것을 가능하게 했다. 혈관은 철이 풍부한 광물화된 주형으로 보존되었는데, 이는 일반적인 화석화 과정이다. 흥미롭게도, 그들은 두 개의 뚜렷한 층으로 나타나 보존에 기여한 복잡한 환경 역사를 반영했다.
혈관이 공룡의 삶에 대해 밝히는 것 - Scotty의 갈비뼈에 있는 부분적으로 치유된 골절은 T. rex가 부상에서 어떻게 회복했는지 연구할 수 있는 드문 기회를 제공한다. 보존된 혈관을 조사함으로써 연구자들은 대형 육식 공룡의 치유 과정과 생존 전략에 대한 통찰력을 얻을 수 있다. 이 연구는 또한 다른 공룡 종 및 공룡과 밀접한 관련이 있는 현대 동물(예: 새)과의 비교를 위한 기초를 제공할 수 있다. 발견은 미래의 화석 발견을 안내할 수도 있다. 부상이나 질병의 징후를 보이는 뼈는 혈관이나 다른 연조직을 보존할 가능성이 더 높아 과학자들이 유망한 표본을 목표로 삼는 데 도움이 될 수 있다. 물리학, 고생물학 및 고급 이미징 기술의 결합으로 연구자들은 한때 생각했던 것보다 공룡 생물학에 대한 세부 사항을 밝혀내기 시작하고 있다.