Окаменевшие крохи открыли учёным нутро спустя полмиллиарда лет
Вдумайтесь: учёные сумели изнутри разглядеть маленькие эмбрионы существ, окаменевших за давностью в 500 миллионов лет! Для этого изучения палеонтологи применяли технику из физики и современной медицины элементарных частиц.
Это никакое ни чудачество — в работе требовалась ювелирная точность, хорошая обеих этих дисциплин.
Филипп Донахью (Philip Donoghue) из университета Бристоля (University of Bristol) и его коллеги из Швеции, Китая и Швейцарии для собственных миниатюрных изысканий применяли разработку рентгеновской томографической микроскопии (X-ray tomographic microscopy — SRXTM). Для этого они применили источник синхротронного излучения швейцарского университета Пауля Шеррера (Swiss Light Source — SLS).
Резонный вопрос: к чему такая сверхаккуратность? Так вот, дело в том, что изучать в этом случае собрались не совсем простые объекты – окаменелости эмбрионов, размер которых – меньше миллиметра.
Эти маленькие палеонтологические образцы достались нам «в наследство» от существ, живших в Кембрийский период – в те дни, в то время, когда показались многие предшественники современных животных.
Окаменевший эмбрион Pseudooides prima, так поразивший биологов.
Для удобства интересующие области при моделировании возможно выделить цветом (иллюстрация Philip Donoghue).
С того времени, как эти эмбрионы были найдены в Китае и Сибири пара десятилетий назад, учёные многократно разглядывали их поверхность в сканирующий микроскоп и пробовали посмотреть в их «внутренности», раскалывая на узкие слои.
Но в этом случае Донахью с сотрудниками смогли изучить на эти эмбрионы изнутри, не разрушая их.
Для этого гамма-излучение синхротрона направляли на образцы с самых различных направлений в разных плоскостях, сделав для этого много съёмок, по окончании чего доверили компьютеру сконструировать трёхмерную картину.
Другие эмбрионы, отысканные в южном Китае.
Очевидно, что моделирование одинаково совершенно верно показывает и поверхность, и «внутренности» (иллюстрация Philip Donoghue).
Применяя разные образцы, исследователи смогли вернуть движение развития эмбрионов на разных стадиях – от зародышевого пузырька до более сложных стадий, в то время, когда у делящихся клеток начала появляться собственная спецификация.
Благодаря таковой тщательной работе произошло разглядеть в далеком прошлом уже неживую живность в подробностях. Но, как выяснилось, оказавшиеся картины принесли не только подробности, но и последовательность неожиданных фактов.
Прошлые снимки Markuelia полностью натуральны, но правильные эти из них возможно взять лишь о поверхности.
Содержимое возможно разглядеть лишь при частичном разрушении. Но и в этом случае были лишь догадки (иллюстрация Philip Donoghue).
Выяснилась, к примеру, неповторимая изюминка развития эмбрионов червей Pseudooides prima. Сегменты тела этих существ росли из середины, а никак не с противоположных его финишей, как это происходит у их современных родственников.
О втором существе, эмбрион которого подвергся рассмотрению — Markuelia — прежде пологали, что он может принадлежать некой разновидности червя, насекомого, или раковинного моллюска.
На снимке – серия последовательных узких срезов Markuelia.
Для удобства определённые ткани возможно окрашивать в разные цвета (иллюстрация Philip Donoghue).
Но трёхмерная реконструкция нашла анальное и ротовое отверстия. Характерно, что со стороны рта были обнаружены последовательности зубов (да-да, не удивляйтесь – опыт проводился с микрометровой точностью), а это разрешило биологам сделать заключение, что существо есть, вероятнее, далёким родственником приапулидов (Priapulida) – современной группы реликтовых морских червей (по собственному строению они схожи с высшими червями).
Филипп Донахью: «Дабы раздобыть эти эмбрионы, приходится вручную выбирать тонны породы» (фото с сайта gly.bris.ac.uk).
Кстати, синхротронное излучение помогло не только разглядеть особенности организмов, но и, фактически, доказать, что кое-какие из этих микроскопических находок Донахью вправду являются остатками старой судьбе, а вовсе не кристаллами неорганического происхождения (как полагали кое-какие учёные).
Значительно, что изучение микроскопических эмбрионов в сверхмощном синхротронном «свете» разрешило встретиться с ними анатомические изюминки безо всяких механических вмешательств, покинув их в целостности.
Кстати, важно, что удалось обойтись без разрушения образцов, поскольку их поиск требует воистину трудолюбия и титанического терпения. «Нам приходилось выбирать огромные количества породы, выбирая её по частичкам и решая, песчинка это либо эмбрион, — говорит Донахью. — А в один раз моим сотрудникам, перебрав 12 тысячь киллограм породы, удалось отыскать всего 500 зародышей», — говорит доктор наук.
Ускоритель SLS. Тут проводилось изучение окаменевших эмбрионов. А вы что ожидали заметить?
Опять микроскоп? (фото с сайтов palaeo.gly.bris.ac.uk и sls.web.psi.ch).
Для Донахью нет вопроса «Для чего всё это необходимо?», идеология работы для него очевидна, и растолковывает он её так: «Мы пробуем отыскать пределы окаменения. на данный момент мы замечаем те объекты, каковые, как считалось, не могли сохраниться из-за собственной малости».
Техника, которая для палеонтологии достаточно нова, открывает невиданные возможности для науки, и до тех пор пока нет необходимости в поиске новых, более правильных способов. Посредством синхротронного излучения у учёных получается разглядеть кроме того окаменевшие волоски, действительно, нет возможности посмотреть вовнутрь (кстати, с простыми волосками при таких условиях дела идут намного успешнее).
«Так что мы знаем, где находится данный предел окаменения», — говорит Донахью. Быть может, говорит не в полной мере удовлетворённо.
