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Virtuelle Paläontologie
Kürzlich verwendeten Paläontologen einen CT-Scanner, um ein neu entdecktes 220 Millionen Jahre altes Reptil zu identifizieren, ohne das umgebende Gestein aufzubrechen. Die Technik, die die Fossilien in ihrer ursprünglichen Konfiguration ungestört erhält, könnte Paläontologen helfen, andere schwer zugängliche Fossilien zu identifizieren.
Hinweise ausgraben: Als es Paläontologen nicht gelang, diese Fossilien mit Meißeln und chemischen Behandlungen aus dem Gestein zu holen, wandten sie sich Röntgenstrahlen zu, um die Anatomie der Kreatur zu untersuchen und Rückschlüsse auf ihr Verhalten zu ziehen.
Nick Fraser , Kuratorin für Wirbeltierpaläontologie an der Virginia Museum für Naturgeschichte , beschloss, einen neuen Ansatz auszuprobieren, als es mit traditionellen Methoden nicht gelang, die Fossilien aus dem sie umgebenden Gestein zu entfernen. Dieser Stein, der Sedimentschiefer des Solite-Steinbruchs an der Grenze zwischen Virginia und North Carolina, ist dafür bekannt, Exemplare aus der Trias wunderschön zu erhalten, sagt Fraser. Es macht auch die Fossilien schwer zu studieren. Ich konnte nur die Rippen sehen, sagt Fraser. Aber er war sich sicher, dass es im Inneren des Steins noch mehr zu entdecken gab.
Im Laufe der Jahrtausende hatte der Druck die Grenzen zwischen Stein und Knochen verwischt. Die Fossilien hatten die gleiche Farbe wie ihre Umgebung, und Fraser und seine Mitarbeiter konnten das Gestein nicht wegmeißeln oder mit Chemikalien auflösen, aus Angst, die zerbrechlichen Fossilien versehentlich zu beschädigen.
Sie waren fast haarähnliche Knochen, sagt Pete Kröhler , ein Smithsonian-Forscher, der auch an dem Exemplar arbeitete. Kroehler sagt, dass er und Fraser beschlossen haben, die Exemplare zu röntgen, um zu sehen, ob sie die Bilder als Leitfaden für die Präparation der Fossilien verwenden könnten.
Multimedia
Sehen Sie sich eine rotierende Ansicht des CT-Scan-Composites an.
Fraser brachte den Stein zum medizinischen CT-Scanner des örtlichen Krankenhauses in Martinsville, VA. Für sie sei das etwas ungewöhnlich, gibt er zu.
Obwohl es sich als unmöglich erwiesen hatte, die Knochen auf andere Weise zu trennen, hoben sie sich im Röntgenbild durch den Dichteunterschied vom Gestein ab. Da CT-Scans Bilder der Knochen zeigten, schickte Fraser die Proben an Forscher der Penn State, die sie mit einem höher auflösenden industriellen CT-Scanner untersuchten. Gemäß Tim Ryan , einem wissenschaftlichen Mitarbeiter von Penn State, kann ein industrieller Scanner Auflösungen von 5 bis 150 Mikrometer erreichen, verglichen mit Auflösungen von etwa einem Millimeter bei den besten medizinischen Geräten. Ryan sagt, dass die Auflösung eines medizinischen Scanners die größeren Teile des Knochens erkennen kann, aber nicht die feinen Merkmale, die erforderlich sind, um eine Kreatur wirklich zu untersuchen. Wir haben versucht, den CT-Scanner für den Vorbereitungsprozess zu ersetzen, damit wir ihn digital vorbereiten können, sagt er.
Das Scannen der Fossilien war schwierig, sagt Ryan, weil der CT-Scanner nicht dafür ausgelegt ist, flache, längliche Objekte wie die Gesteinsschichten zu scannen, die das Exemplar umhüllen. Röntgenstrahlen werden beim Durchdringen von Gestein abgeschwächt oder abgeschwächt, sodass sie nicht vollständig durch die lange Seite des Steins gelangen können. Die Penn State-Forscher machten das Problem zu ihrem Vorteil, indem sie das Gestein so ausrichteten, dass die Röntgenstrahlen nur bis zum Fossil vordrangen, bevor sie abgeschwächt wurden. Letztendlich konnten sie sich so ein besseres Bild von dem Fossil machen.
Die Scans konnten einige der kleinsten Knochen nicht vollständig auflösen, aber das resultierende Bild war gut genug für Fraser, um die Fossilien zu untersuchen und zu identifizieren, ohne das Gestein zu zerbrechen. Er stellte fest, dass die Kreatur einen langen Hals hatte, ihre Flügel zum Gleiten benutzte und geschwungene Füße hatte, die darauf hindeuteten, dass sie in Bäumen lebte. Da die Fossilien an ihrer ursprünglichen Position eingeschlossen bleiben, besteht kein Zweifel daran, wie Knochen an Gelenken verbunden sind.
Tim Rowe , Direktor des Vertebrate Paleontology Lab an der University of Texas in Austin, wo einer der ersten industriellen CT-Scanner installiert wurde, sagt, dass die Zahl der Fälle schwieriger Präparate wächst und er erwartet, dass diese Art von Ansatz immer häufiger wird. Ich denke, in den nächsten 10 bis 20 Jahren … wird es eine Standardtechnik sein, sagt er. Rowe glaubt, dass der Ansatz neben dem Zugang zu schwer zugänglichen Fossilien auch viel Zeit sparen kann. Es dauerte wahrscheinlich ein oder zwei Tage, um das Ding von Nick zu scannen, während es ein oder zwei Jahre gedauert hätte, es auf traditionelle Weise vorzubereiten, sagt er.