Несмотря на десятилетия усилий, учёные так и не смогли извлечь ДНК динозавров. Большинство современных палеонтологических исследований по-прежнему сосредоточено на поиске следов исходного органического материала в окаменелостях, но ДНК не пережила течение времени. Многое из того, что мы знаем о динозаврах, получено из окаменевших костей и зубов. Эти прочные останки хорошо сохраняются, но дают лишь ограниченное представление о том, как на самом деле жили эти животные. Мягкие ткани, с другой стороны, могут рассказать гораздо больше. К редким окаменелостям такого типа относятся мышцы и связки, пигменты или даже кожа (например, чешуя или перья). Они дают важные подсказки о внешности, движении и поведении.

Другой тип мягких тканей, иногда сохраняющихся внутри костей, — это кровеносные сосуды. Моя исследовательская группа и я идентифицировали сохранившиеся кровеносные сосуды в окаменелости тираннозавра рекса, и наши результаты недавно были опубликованы в Scientific Reports. Будучи студентом-физиком бакалавриата в Университете Реджайны, я присоединился к исследовательской группе, которая использовала ускорители частиц для изучения окаменелостей. В то время я применял передовые методы 3D-визуализации для изучения кости T. rex и заметил структуры, которые оказались кровеносными сосудами. Почти шесть лет спустя я сейчас получаю степень PhD, продолжая применять физические методы для улучшения анализа окаменелостей.

Сохранившиеся сосуды были взяты из необычного экземпляра по имени Скотти. Хранящийся в Королевском музее Саскачевана в Канаде, Скотти — крупнейший когда-либо обнаруженный T. rex и один из самых полных. Свидетельства указывают на то, что Скотти жил трудной жизнью около 66 миллионов лет назад. Многие его кости носят следы травм, возможно, от столкновений с другим динозавром или от болезней. Одно ребро выделяется: на нём виден большой перелом, который зажил лишь частично. Когда кости повреждаются, организм увеличивает активность кровеносных сосудов в поражённой области для поддержки заживления. Структуры, которые мы наблюдали в ребре Скотти, по-видимому, являются частью этого процесса, образуя плотную сеть минерализованных сосудов, которые мы реконструировали с помощью 3D-моделей.

Передовая визуализация раскрывает скрытые структуры — изучение внутренностей окаменевших костей представляет две основные проблемы. Во-первых, исследователям нужно заглянуть внутрь, не повредив образец. Во-вторых, окаменевшие кости чрезвычайно плотные, потому что минералы заменили исходный органический материал за миллионы лет. Первоначально мы рассматривали возможность использования компьютерной томографии (КТ), аналогичной той, что используется в медицине. Хотя этот метод неразрушающий, стандартные КТ-сканеры не могут проникнуть в плотную структуру крупных окаменелостей. Вместо этого мы обратились к синхротронному свету — мощной форме высокоинтенсивных рентгеновских лучей, получаемых на специализированных ускорительных установках. Эта техника позволила нам визуализировать крошечные внутренние особенности, такие как кровеносные сосуды, с замечательной чёткостью. Синхротронная визуализация также позволила проанализировать химический состав структур. Сосуды сохранились в виде минерализованных слепков, богатых железом, что является распространённым процессом окаменения. Интересно, что они появились в двух различных слоях, отражая сложную историю окружающей среды, способствовавшую их сохранению.

Что кровеносные сосуды раскрывают о жизни динозавров — частично заживший перелом в ребре Скотти даёт редкую возможность изучить, как T. rex восстанавливался после травм. Изучая сохранившиеся кровеносные сосуды, исследователи могут получить представление о процессах заживления и стратегиях выживания у крупных хищных динозавров. Эта работа также может стать основой для сравнения с другими видами динозавров и современными животными, такими как птицы, которые являются близкими родственниками динозавров. Результаты могут также направлять будущие находки окаменелостей. Кости, несущие следы травм или болезней, могут с большей вероятностью сохранять кровеносные сосуды или другие мягкие ткани, помогая учёным нацеливаться на перспективные образцы. Сочетая физику, палеонтологию и передовые технологии визуализации, исследователи начинают раскрывать детали биологии динозавров, которые когда-то считались недоступными.