X-razele apar pentru a dezvălui înregistrările fosilelor cele mai vechi oase

$config[ads_kvadrat] not found

Razele X

Razele X
Anonim

Cu peste 400 de milioane de ani în urmă, în oceanele lumii a înotat un pește ciudat, jawless. Acest pește avea un schelet flexibil - un material ciudat, asemănător cu osul, care nu era ca oasele actuale - care a sfidat clasificarea, deoarece proprietarul inițial a murit cu milioane de ani în urmă. Marți, un studiu în România Ecologie și evoluție a naturii raportează că în cele din urmă am dat seama ce este. Este cel mai vechi exemplu de os în întreaga înregistrare fosilă.

Materialul scheletic văzut în acest pește vechi - parte a unui grup numit heterostracani - se numește aspidină, concluzionează autorii. Acest material, explica autorul studiului Joseph Keating, Ph.D., un paleobiologist la Universitatea din Manchester, a fost aproape imposibil de caracterizat deoarece nu seamana cu nici unul dintre cele patru tipuri de tesut - oase, cartilaj, dentina si smalt - care alcătuiesc oasele și dinții de astăzi. Când biologii au examinat anterior fosilele de aspidină sub microscop, au fost perplexați să găsească o structură ramificată în cruce.

Tipurile de os pe care le cunoaștem astăzi nu se încrucișă sub microscop, așa că a fost greu să dăm seama dacă aspidina a fost de fapt os. De 160 de ani, oamenii de stiinta s-au intrebat daca aspidina este o etapa tranzitorie in evolutia tesuturilor mineralizate, spune Keating. Dar razele X detaliate ale fosilelor de heterostracan ale echipei sale au arătat că probabil reprezintă un stadiu foarte important al evoluției osoase: prima.

O componentă majoră a osului este o "matrice organică" a proteinelor cum ar fi colagenul, care se conectează pentru a forma o schemă pe care mineralele se pot atașa, întorcându-se greu țesutul altfel spongios. Crucial, în oasele cu care suntem obișnuiți, această matrice este, de obicei, structurată în tuburi care sunt liniar, care este considerat necesar pentru mineralizarea oaselor.

Din cauza structurii aparent criss-crossed a aspidinei, cercetatorii au ajuns la concluzia că nu ar putea avea acele componente minerale ale matricei. Cu alte cuvinte, deși arăta foarte mult ca osul, probabil nu era - probabil doar predecesorul evolutiv al osului mineralizat.

Keating, totuși, a decis să privească și mai mult la aspidină. El a petrecut peste 100 de ore de scanare a rămășițelor fosile ale scheletelor de heterostracan, folosind o tehnică numită tomografie sincrotronă, care utilizează un tip de raze X atât de puternice încât necesită un accelerator de particule pentru a funcționa. Keating și-a găsit acceleratorul de particule la Institutul Paul Scherrer din Elveția, unde a folosit aceste xrame de înaltă calitate pentru a construi un model tridimensional al acestor schele de aspidină.

Privind mai îndeaproape decât înainte, Keating a constatat că traversarea care a fost atât de confuză în trecut a dispărut. "Am constatat că aceste tuburi au fost strict liniare, lipsite de orice fel de ramificație", a scris el într - Natură. Imaginile din studiile anterioare par a fi rezultatul unei secționări 2-dimensionale prin tuburi încurcate și care se suprapun, dând aspectul ramificării ".

Modelul 3D a arătat că tuburile au fost efectiv liniare, dar au apărut așezate unul peste celălalt în direcții aleatorii în cruce. De zeci de ani, își dădu seama că cercetătorii se uitau la tuburile cu raze X bidimensionale, păreau să fie aplatizate, formând un model de ramificație care nu indică adevărata lor structură. Crucial, autorii subliniaza, aceste tuburi colagen casa, proteine ​​schele care contribuie la mineralizare.

"Arătăm că spațiile prezintă o morfologie liniară", scriu autorii. "În schimb, aceste spații reprezintă fascicule intrinseci de fibre de colagen care formează un schelet despre care a fost depus minerale. Aspidina este, așadar, osoasă dermală acellulară."

Această diferențiere mică are consecințe uluitoare atunci când vine vorba de a afla dacă scheletele mineralizate, la fel ca cele observate la om, au evoluat mai întâi. Arătând pur și simplu că aceste pești aveau schelete mineralizate, această echipă a stabilit această dată în urmă cu câțiva milioane de ani:

"Aceste constatări ne schimbă viziunea asupra evoluției scheletului", concluzionează Phil Donoghue, Ph.D., co-autor și paleobiolog de la Universitatea din Bristol. "Arătăm că este, de fapt, un tip de os și că toate aceste țesuturi trebuie să fi evoluat cu milioane de ani mai devreme".

$config[ads_kvadrat] not found