Лазерный мир

С помощью мощных лазеров, полеонтологи обнаружили редкие следы мягких тканей в окаменелых останках анхиорнисов — четырех крылатых динозавров, живших в конце юрского периода. Полученные результаты вызвали у ученых новые идеи о происхождении птиц и развитии системы полета у животных.

Команда исследователей, под руководством Майкла Питмана из Отделения наук о Земле в Университете Гонконга, использовала новый метод, так называемую лазерно-стимулированную флюоресценцию (LSF), чтобы обозначить тонкие контуры мягких тканей вокруг окаменелых костей динозавров под названием «анхиорнис».

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, является первым наглядным примерном точного контура пернатого динозавра, что позволяет специалистам по-новому оценить строение этого существа, жившего на Земле 160 миллионов лет назад. Кажется невероятным, но у анхиорниса наблюдаются черты многих современных птиц, которые ранее относили к более позднему историческому периоду.

Basal paravian functional anatomy illuminated by high-detail body outline

Here we reconstruct the quantitative body outline of a fossil paravian Anchiornis based on high-definition images of soft tissues revealed by laser-stimulated fluorescence.

LSF images were collected using the protocol of Kaye et al.1. Anchiornis specimens were imaged with 405 and 532 nm, 500 mw lasers. An appropriate long pass blocking filter was used in front of the camera lens to prevent image saturation by the laser. The laser was projected into a vertical line by a Laserline Optics Canada lens, which was mechanically swept repeatedly over the specimen during the photo’s time exposure in a dark room. The images were post processed in Photoshop for sharpness, colour balance and saturation.

http://www.nature.com/articles/ncomms14576

Следы мягких тканей редко встречаются в окаменелостях, что логично — за много миллионов лет те полностью разлагаются в почве. Именно это и затрудняет описание внешнего вида вымершего существа: мы можем судить лишь по фрагментам скелета, после чего остается лишь сравнивать его с современными животными, имеющими похожее строение.

Это часто приводит к спекулятивным, несовершенным результатам. Как следствие, многие подробности физиологических особенностей динозавров не известны до сих пор, в частности полет и планирование.

LSF оказался весьма полезен по той причине, что высокомощные лазеры буквально заставляют очертания мягких тканей светиться в темноте, по принципу флюоресценции.

Техника, разработанная сотрудником Фонда развития науки имени Тома Кайе, сканирует окаменелости фиолетовым лазером в темной комнате.

Лазер возбуждает немногочисленные сохранившиеся атомы кожи, что заставляет их светиться и показывает таким образом очертания формы динозавра.

Эта методика уже использовалась ранее для восстановления внешнего вида динозавров меловой эпохи Psittacosaurus, а также для уточнения формы древних растений.

Анхиорнис был выбран учеными как один из немногочисленных ранних примеров пернатых динозавров, наряду с археоптериксом. Изучение этих ископаемых уже внесло значительный вклад в современное понимание эволюции развития полета и возникновения птиц. Также анхиорнис обладает богатой палеонтологической «летописью»: на сегодняшний день обнаружено 229 образцов, что значительно увеличивает шансы ученых на обнаружение следов мягких тканей в ископаемых образцах.

В итоге, на фотографиях высокого разрешения ученые смогли различить очертания рук, ног и хвоста животного. Питмэн уверен, что это именно следы мягких тканей, а не артефакты, появившиеся в процессе окаменения. Тем не менее, ученые пока не проводили химический анализ, чтобы уверенно утверждать, обладают контуры органической или минеральной природой.

Общий вид конечностей предполагает, что они теоретически могли использоваться для создания подъемной силы, необходимой для полета. В частности, исследователи обратили внимание на ткани вокруг локтевой части — подобные скопления, propatagium, наблюдаются у современных бакланов, альбатросов и пеликанов. Кроме того, анхиорнис мог контролировать хвост отдельно от конечностей, что делает его мощным инструментом управления полета.

Пока неясно, умел ли анхиорнис летать или просто мог планировать с высоких деревьев и всхолмий. Для этого необходимо провести анализ большего числа ископаемых, и возможности для этой работы у ученых есть: Питман уверен, что в будущем его команде удастся проанализировать и составить подробную модель множества аэродинамических и физиологических аспектов, которые в итоге и привели к эволюционному превращению пернатых динозавров в птиц.

Источник: http://www.popmech.ru/science/336012-moshchnye-lazery-pomogli-uchenym-vosstanovit-vneshniy-vid-pernatogo-dinozavra/