Pomimo dziesięcioleci wysiłków, naukowcom nigdy nie udało się odzyskać DNA dinozaurów. Większość dzisiejszych badań paleontologicznych wciąż koncentruje się na poszukiwaniu śladów pierwotnego materiału organicznego w skamieniałościach, ale DNA nie przetrwało próby czasu. Wiele z tego, co wiemy o dinozaurach, pochodzi ze skamieniałych kości i zębów. Te trwałe szczątki dobrze się zachowują, ale dają tylko ograniczony wgląd w to, jak te zwierzęta faktycznie żyły. Tkanki miękkie z drugiej strony mogą ujawnić znacznie więcej. Te rzadkie skamieniałe materiały obejmują mięśnie i więzadła, pigmenty, a nawet skórę (jak łuski czy pióra). Dostarczają ważnych wskazówek na temat wyglądu, ruchu i zachowania.

Innym rodzajem tkanki miękkiej, czasami zachowanej wewnątrz kości, są naczynia krwionośne. Mój zespół badawczy i ja zidentyfikowaliśmy zachowane naczynia krwionośne w skamieniałości tyranozaura rexa, a nasze odkrycia zostały niedawno opublikowane w Scientific Reports. Jako student fizyki na Uniwersytecie w Reginie dołączyłem do grupy badawczej, która używała akceleratorów cząstek do badania skamieniałości. W tym czasie użyłem zaawansowanych technik obrazowania 3D do zbadania kości T. rexa i zauważyłem struktury, które wyglądały jak naczynia krwionośne. Prawie sześć lat później robię teraz doktorat, kontynuując stosowanie metod opartych na fizyce, aby ulepszyć sposób analizy skamieniałości.

Zachowane naczynia pochodziły z niezwykłego okazu znanego jako Scotty. Mieszczący się w Królewskim Muzeum Saskatchewan w Kanadzie Scotty jest największym T. rexem, jaki kiedykolwiek odkryto, i jednym z najbardziej kompletnych. Dowody sugerują, że Scotty żył trudnym życiem około 66 milionów lat temu. Wiele jego kości nosi ślady urazów, prawdopodobnie z walki z innym dinozaurem lub z powodu choroby. Jedno żebro wyróżnia się, wykazując duże złamanie, które tylko częściowo się zagoiło. Kiedy kości są uszkodzone, organizm zwiększa aktywność naczyń krwionośnych w dotkniętym obszarze, aby wspomóc gojenie. Struktury, które zaobserwowaliśmy w żebrze Scotty'ego, wydają się być częścią tego procesu, tworząc gęstą sieć zmineralizowanych naczyń, które zrekonstruowaliśmy za pomocą modeli 3D.

Zaawansowane obrazowanie ujawnia ukryte struktury - Badanie wnętrza skamieniałych kości stawia dwa główne wyzwania. Po pierwsze, naukowcy muszą zajrzeć do środka bez uszkadzania okazu. Po drugie, skamieniałe kości są niezwykle gęste, ponieważ minerały zastąpiły pierwotny materiał organiczny przez miliony lat. Początkowo rozważaliśmy użycie tomografii komputerowej (CT), podobnej do tej stosowanej w medycynie. Chociaż ta metoda jest nieniszcząca, standardowe skanery CT nie są w stanie przeniknąć gęstej struktury dużych skamieniałości. Zamiast tego zwróciliśmy się do światła synchrotronowego, potężnej formy wysokoenergetycznych promieni rentgenowskich wytwarzanych w wyspecjalizowanych akceleratorach cząstek. Ta technika pozwoliła nam uwidocznić maleńkie wewnętrzne cechy, takie jak naczynia krwionośne, z niezwykłą wyrazistością. Obrazowanie synchrotronowe umożliwiło również analizę składu chemicznego struktur. Naczynia zostały zachowane jako bogate w żelazo zmineralizowane odlewy, co jest powszechnym procesem fosylizacji. Co ciekawe, pojawiły się w dwóch odrębnych warstwach, odzwierciedlając złożoną historię środowiskową, która przyczyniła się do ich zachowania.

Co naczynia krwionośne ujawniają o życiu dinozaurów - Częściowo zagojone złamanie w żebrze Scotty'ego daje rzadką okazję do zbadania, jak T. rex dochodził do siebie po urazie. Badając zachowane naczynia krwionośne, naukowcy mogą uzyskać wgląd w procesy gojenia i strategie przetrwania u dużych dinozaurów drapieżnych. Ta praca może również stanowić podstawę do porównań z innymi gatunkami dinozaurów oraz ze współczesnymi zwierzętami, takimi jak ptaki, które są blisko spokrewnione z dinozaurami. Odkrycia mogą również kierować przyszłymi odkryciami skamieniałości. Kości, które wykazują oznaki urazu lub choroby, mogą być bardziej podatne na zachowanie naczyń krwionośnych lub innych tkanek miękkich, pomagając naukowcom w wyborze obiecujących okazów. Dzięki połączeniu fizyki, paleontologii i zaawansowanych technologii obrazowania naukowcy zaczynają odkrywać szczegóły biologii dinozaurów, które kiedyś były uznawane za niemożliwe do poznania.