Ученые на синхротроне просветили яйца динозавров

Южноафриканским палеонтологам удалось на основе рентгеновской съемки высокого разрешения детально реконструировать в 3D черепа нескольких эмбрионов массоспондилов — одних из древнейших динозавров, и проследить этапы их развития. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

Яйца динозавров палеонтологи находят довольно часто, но до последнего времени исследование их содержимого были ограничены отсутствием неразрушающих методов.

Ученым из Витватерсрандского университета в ЮАР с помощью европейского синхротрона ESRF в Гренобле впервые удалось получить четкие объемные изображения зародышей одного из древнейших видов динозавров Massospondylus carinatus — 5-метровых травоядных животных, обитавших на территории современной Южной Африки 200 миллионов лет назад.

Кладка яиц массоспондила была обнаружена в 1976 году в Национальном парке Голден-Гейт в ЮАР. С тех они были хорошо описаны, но плохо изучены детали скелетов эмбрионов, находящихся внутри. В 2015 году ученые привезли их для сканирования на европейский синхротрон ESRF, в 844-метровом кольце которого создаются мощные рентгеновские лучи, которые можно использовать для неразрушающего сканирования вещества.

Эмбрионы были отсканированы с беспрецедентным уровнем детализации — до разрешения отдельной костной клетки. За этим последовали почти три года обработки данных на мощных компьютерах, после чего у ученых появились 3D-реконструкции черепов эмбрионов.

Ранее считалось, что все эмбрионы в этих яйцах находились на конечной стадии периода инкубации, то есть погибли непосредственно перед тем, как должны были вылупиться. Но, благодаря высокому разрешению рентгеновской томографии ESFR, внутри трех из пяти яиц палеонтологи ученые обнаружили зародышей, находящихся на более ранних стадиях, что позволило авторам восстановить схему эмбрионального развития динозавров.

"Ни один лабораторный КТ-сканер в мире не может генерировать такие данные, — приводятся в пресс-релизе ESFR слова одного из авторов исследования Винсента Фернандеса (Vincent Fernandez). — Только с помощью такого огромного объекта, как ESRF, мы можем раскрыть скрытый потенциал самых загадочных окаменелостей".

Основной вывод исследователей заключается в том, что черепа эмбрионов динозавров в яйце развивались в том же порядке, что и черепа их современных дальних родственников — крокодилов, кур, черепах и ящериц.

"Поразительно, что за 250 миллионов лет эволюции рептилий, процесс развития черепов их эмбрионов остался практически без изменений", — говорит один из участников исследовательской группы профессор Иона Шуаньер (Jonah Choiniere).

Также ученые обнаружили в развивающихся челюстях эмбрионов два типа зубов — крошечных треугольных зубов, которые, также как у современных гекконов и крокодилов, растворялись до вылупления, и "взрослых" зубов, с которыми динозавры появлялись на свет.

"Я был очень удивлен, обнаружив, что у этих эмбрионов были не просто зубы, но и зубы двух типов. Зубы такие крошечные — их ширина составляет от 0,4 до 0,7 миллиметров. Это меньше, чем кончик зубочистки!", — объясняет Кимберли Шапель (Kimi Chapelle), первый автор статьи.

Для того, чтобы подтвердить свои выводы, ученые намерены применить аналогичный метод для изучения других окаменевших яиц динозавров — тех, которые жили позже массоспондилов, а также более детально изучить остальные части скелетов эмбрионов Massospondylus carinatus. Но уже первоначальные результаты говорят о том, что только что вылупившиеся детеныши динозавров, скорее всего передвигались на задних конечностях.