8 Minutės
Nauji histologiniai duomenys paneigia ilgai trukusį ginčą: ginčytina kaukolė, žinoma kaip Nanotyrannus, nėra jaunas Tyrannosaurus rex, o subrendęs, mažesnio kūno dydžio tyranosauras, užėmęs savitą ekologinę nišą vėlyvajame kreidos periode.
Maža kaukolė, didelis paleontologinis klausimas
Dešimtmečius paleontologai debatavo, ar viena santykinai maža tyranosauro kaukolė, kuri buvo panaudota pavadinimui Nanotyrannus, atstovauja atskirai rūšiai, ar tai tik Tyrannosaurus rex jauniklio stadija. Šis klausimas turi reikšmingų pasekmių: jeigu kaukolė priklausė tiesiog jaunuoliui T. rex, matomi anatominiai skirtumai greičiausiai atsispindėtų augimo etapuose, o ne skirtingose rūšyse. Jei tai buvo atskiras taksonas, Šiaurės Amerikos vėlyvojo kreidos ekosistemos buvo įvairesnės, nei manyta anksčiau.
Tai, kas ilgą laiką buvo ginčo tema, dabar yra aiškiau perteikta naujų tyrimų: dauginstitucinis tyrėjų kolektyvas, paskelbęs rezultatus žurnale Science, panaudojo mikroskopinę kaulų histologijos analizę, kad įvertintų Nanotyrannus holotipo amžių ir augimo istoriją. Išvados rodo, kad šis egzempliorius artėjo prie visiškos brandos — tai nebuvo greitai augantis T. rex jauniklis. Tokia interpretacija atkuria Nanotyrannus kaip teisėtą, mažesnį tyranosaurą ir verčia peržiūrėti, kaip mokslininkai rekonstruoja plėšrūnų bendruomenes prieš kreidos periodo pabaigos masinį išnykimą.
.avif)
T. rex augimo serija Los Andželo apygardos Gamtos istorijos muziejaus (Natural History Museum of Los Angeles County) Jane G. Pisano Dinosaurų salėje yra unikali visame pasaulyje. Nuotrauka suteikta Natural History Museum of Los Angeles County. Kreditas: Stephanie Abramowicz.
Skaitymas per gerklės kaulą: kaip histologija atskleidė brandumą
Daugelis paleontologų nustato dinozaurų amžių pjaustydami ir tiriami plonus ilgųjų kaulų skerspjūvius — šonkaulių, šlaunikaulių (femora), žastikaulių (humeri) — ir ieškodami kaulinio nuosėdų modelių, analogiškų medžių žiedams. Tačiau Nanotyrannus holotipas daugiausia yra kaukolė su daug plonų, oru pripildytų elementų, todėl liko nedaug tradicinių kaulų histologiniams mėginiams. Tyrėjų komanda atrado neįprastą galimybę tyrimui hioide (hyoid) — mažam gerklės kaului, kuris palaiko liežuvį ir susijusius minkštuosius audinius.
Hioidai retai panaudojami augimo studijoms; iki šiol nebuvo aiškiai nustatyta, ar jie gali patikimai išlaikyti amžiaus signalus. Norėdami patvirtinti metodą, autoriai sudarė palyginamąjį duomenų rinkinį, apimantį gyvūnus iš šiuolaikinių roplių (gyvates, krokodilus, paukščius), fosilinius dinozaurus ir išskirtinę T. rex augimo seriją iš NHMLAC kolekcijos. Ši T. rex serija — įskaitant jaunus, paauglių ir subadultiškus individų skeletus — tarnavo kaip vidiniai etalonai, patikrinant, ar hioido mikrostruktūra nuosekliai atspindi augimą, kaip ir ilgųjų kaulų histologija.
Mikroskopuose kaulo mikrostruktūra fiksuoja augimo tempą ir nuosėdų depozicijos pauzes. Nanotyrannus hioidas parodė daugiau ir tankiau išdėstytų augimo žiedų, rodančių periodinius augimo lėtėjimus ir ilgalaikį augimo sulėtėjimą, palyginti su aiškiai nebrandžiais T. rex individais. Trumpai tariant: Nanotyrannus holotipas turi histologinį parašą, kuris atitinka beveik suaugusį individą, o ne greitai augantį jauniklį.
„Holotipo identitetas buvo kertinis šio ginčo elementas. Radus, kad ši maža kaukolė iš tiesų buvo pilnai ar beveik pilnai subrendusi, tai aiškiai rodo, kad ji skiriasi nuo Tyrannosaurus rex“, — sakė dr. Christopher Griffin, pagrindinis autorius ir geosciences lektorius Princeton universitete.
Dr. Morris tiria hioidą, arba gerklės kaulą, vadinamuoju „Tomu“ Dinosaūrų instituto kolekcijose. Kreditas: Stephanie Abramowicz.
Patvirtinimas naujam įrankiui: kodėl hioidas yra svarbus
Hioido priėmimas kaip patikimo histologinio proxy reikalavo atidaus validavimo. Tyrėjai pirmiausia parodė, kad hioido histologija šiuolaikiniuose taksonuose atspindi žinomus amžius ir augimo modelius. Vėliau, lygindami hioido histologiją su ilgųjų kaulų histologija NHMLAC T. rex augimo serijoje, jie nustatė nuoseklius signalus: nebrandūs T. rex parodė aktyvų kaulinį augimą tiek galūnėse, tiek hioide, o brandesni individai demonstravo struktūras, rodančias sulėtėjusį ar sustojusį augimą.
Dr. Zach Morris, Dinosaūrų instituto postdoktorantas ir vienas svarbiausių projekto tyrėjų, vadovavo NHM augimo serijos mėginių ėmimui. Jo darbas parodė, kad netgi milžiniški plėšrūnai — gyvūnai, kurie augo labai greitai palyginti su dauguma dabartinių stuburinių — hioide išsaugo vystymosi stadijos įrašą. Tai leido atlikti tiesioginį, „obuoliai su obuoliais“ palyginimą tarp Nanotyrannus holotipo ir jaunųjų ar subadultiškų T. rex egzempliorių.
„Mūsų paauglių amžiaus Tyrannosaurus atrodo nebrandus tiek pagal galūnes, tiek pagal hioidą, tuo tarpu Tomas (Thomas) atrodo labiau subrendęs, bet dar ne visiškai suaugęs individas. Iš puodo juokingiausia yra tai, kad Tomas, nors ir daug didesnis, nebuvo toks brandus kaip Nanotyrannus holotipas“, — paaiškino Morris, pabrėždamas, kad dydis ir brandumas tyranosaurams ne visuomet koreliuoja.
.avif)
Dydžių palyginimas: hioidas jauname ir subadultiškame T. rex lyginamas su Nanotyrannus (viršuje). Nors Nanotyrannus būtų buvęs šiek tiek mažesnis už NHM jauniklį T. rex, brandumo požymiai mikroskopu yra aiškūs (apačioje). Daug didesnis augimo žiedų skaičius ir tankis (pvz., ~8 vs. ~2 paauglio T. rex) atskleidžia, kad Nanotyrannus holotipas buvo brandus ir atskira rūšis. Kreditas: Dr. Zach Morris.
Reikšmė tyranosaurų įvairovei ir vėlyvojo kreidos ekosistemoms
Nanotyrannus pripažinimas kaip suaugęs taksonas reikš daugiau nei vien tik taksonominį sprendimą: tai perbraižo ekologines rekonstrukcijas. Jei keli tyranosaurų tipai sutapo laiku ir vietoje, jie greičiausiai paskirstė grobį pagal kūno dydį, medžioklės strategiją arba buveinės preferencijas. Naujas tyrimas dera su nepriklausomais duomenų rinkiniais, kurie taip pat rodo, kad vėlyvojo kreidos metu Šiaurės Amerikoje galėjo gyventi keli tyranosaurų taksonai.
Tokia įvairovė nurodo sudėtingesnes ekosistemas, kurioms būdingi keli viršūniniai (apex) ir vidutinio lygio (meso) plėšrūnai, tarpusavyje sąveikaujantys, konkuruojantys ir užimantys skirtingas ekologines roles. Pavyzdžiui, mažesnis, visiškai subrendęs Nanotyrannus galėjo tiesiogiai konkuruoti su jaunikliais T. rex dėl panašaus grobio, arba specializuotis skirtingame gronyje, atitinkančiame jo dydį ir kramtymo mechaniką. Tokios rekonstrukcijos pagerina mūsų supratimą apie maisto tinklus (maisto grandines), plėšrų-ir-grobio dinamiką ir tai, kaip šios bendruomenės reagavo į aplinkos stresorius prieš kreidos periodo pabaigos masinį išnykimą.
NHM Dinosaūrų instituto postdoktorantas dr. Zach Morris lygina Nanotyrannus kaukolės liejinį su jaunų (kairėje) ir paauglių (dešinėje) skeletais, rodomais Dinosaūrų salės ikoniškoje T. rex augimo serijoje. Kreditas: Stephanie Abramowicz.
Pusiausvyra tarp konservacijos ir atradimų
Histologiniai mėginiai dažnai reikalauja destruktyvių analizės metodų, todėl muziejai turi atsargiai sverti tokios intervencijos vertę prieš gaunamą mokslinę naudą. Komanda stengėsi sumažinti nuostolius, atlikdama 3D skenavimą, formavimą ir liejinio gamybą prieš ėmimą — taip išsaugant anatominius duomenis būsimiems tyrimams ir kartu išgaunant reikiamus histologinius įrodymus hipotezės patikrinimui.
„Daugelis šiuolaikinės paleontologijos technikų reikalauja tam tikro laipsnio destrukcijos, o kaip kuratorius aš visada siekiu balanso tarp konservacijos ir atradimų“, — sakė dr. Caitlin Colleary iš Cleveland Museum of Natural History. Autoriai praneša, kad moksliniai laimėjimai čia pateisino atsargų mėginio ėmimo būdą ir kad toks požiūris leido gauti patikimus histologinius duomenis, nekeičiant esminės kolekcijos vertės.
Ekspertų įžvalgos
„Šis tyrimas puikiai parodo, kaip muziejų kolekcijos leidžia atlikti naują mokslą praėjus dešimtmečiams po egzempliorių katalogavimo“, — teigia dr. Laura Benton, paleobiologė iš Edinburgo universiteto. „Patvirtinus netradicinį kaulą — hioidą — kaip augimo indikatorį, komanda išplėtė įrankių rinkinį, skirtą fosilinių stuburinių amžiaus nustatymui. Tai svarbu, nes tikslesni amžiaus įverčiai gali pakeisti rūšių priskyrimus, ekologinius modelius ir galiausiai mūsų supratimą apie senovinę biologinę įvairovę.“
Ką tyrimas reiškia ateities tyrimams
Nanotyrannus patvirtinimas kaip subrendusios rūšies paskatins iš naujo peržiūrėti kitus fragmentiškus tyranosaurų fosilinius radinius bei reinterpretuoti bendruomenės struktūrą vėlyvuoju kreidos periodu. Tai taip pat atveria kelią labiau tikslingoms histologinėms apžvalgoms, naudojant netradicinius elementus — potencialiai atrakins amžiaus duomenis iš kaukolių ir kitų skeletų, kurie anksčiau buvo laikomi netinkamais augimo tyrimams.
Be to, metodika pabrėžia bendradarbiavimo ir tarpdisciplininių duomenų rinkinių vertę: lyginamoji anatomija, šiuolaikiniai analogai, muziejų augimo serijos ir pažangios vaizdavimo technologijos kartu sukuria nepriklausomas linijas įrodymų. Kai konverguoja keli įrodymų šaltiniai — morfologija, kaulo mikrostruktūra ir plataus masto statistiniai tyrimai — taksonominės ir ekologinės išvados tampa daug patikimesnės, o mokslinis pasitikėjimas didėja.
Išvados
Pademonstruodamas, kad Nanotyrannus holotipas buvo beveik visiškai subrendęs, naujas histologinis tyrimas išsprendžia ginčą ir atkuria šio egzemplioriaus statusą kaip atskiros, mažesnės kūno masės tyranosauro rūšies. Už taksonomijos ribų tyrimas perbraižo mūsų supratimą apie vėlyvojo kreidos plėšrūnų bendruomenes ir pabrėžia, kaip atsakingas muziejinis darbas ir inovatyvios metodikos gali susiaurinti ir pagilinti plačias evoliucines bei ekologines diskusijas. Ateities darbai, remiantis šiuo požiūriu ir išplėstais histologiniais metodais, gali atskleisti papildomas detales apie dinozaurų įvairovę, gyvenimo istoriją ir ekologines sąveikas vėlyvojo kreidos periodu.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą