由南非威特沃特斯兰德大学(University of the Witwatersrand)领导的一个国际科学家团队,利用位于法国的欧洲同步加速器(ESRF)强大的非破坏性同步加速器技术,已经能够在最小的细节上重建一些世界上已知最古老的恐龙胚胎的3D头骨。他们发现,这些头骨的发育顺序与今天的鳄鱼、鸡、乌龟和蜥蜴相同。研究结果今天发表在科学报告.
威特沃特斯兰德大学的科学家在《科学》杂志的一篇文章中发表了一些世界上最古老的恐龙胚胎的约2厘米长的头骨的3D重建科学报告.这些胚胎于1976年在金门高地国家公园(南非自由邦省)被发现,属于南非的标志性恐龙Massospondylus鳍这是一种5米长的食草动物,2亿年前在自由邦地区筑巢。
以前,胚胎的科学用途受到其极其脆弱的性质和微小尺寸的限制。2015年,来自威特沃特斯兰德大学的科学家Kimi Chapelle和Jonah Choiniere将它们带到法国格勒诺布尔的欧洲同步加速器(ESRF)进行扫描。在ESRF上,一个844米长的电子环以光速运动,发出高功率x射线束,可用于非破坏性扫描物质,包括化石。胚胎被扫描的细节达到了前所未有的水平——达到了单个骨细胞的分辨率。有了这些数据,在沃特斯实验室进行了近3年的数据处理后,该团队能够重建恐龙头骨的3D模型。“世界上没有实验室的CT扫描仪能产生这样的数据,”该研究的合著者之一、英国伦敦自然历史博物馆的科学家Vincent Fernandez说。“只有拥有像ESRF这样的大型设施,我们才能解开最令人兴奋的化石的隐藏潜力。这项研究是欧洲和南非国家研究基金会之间全球合作的一个很好的例子,”他补充说。
到目前为止,人们一直认为这些卵中的胚胎在孵化前就已经死亡。然而,在研究过程中,主要作者Chapelle注意到它们与现存恐龙近亲(鳄鱼、鸡、乌龟和蜥蜴)发育中的胚胎有相似之处。通过比较在胚胎发育的不同阶段出现的头盖骨,Chapelle和合著者现在可以证明Massospondylus胚胎实际上比之前认为的要年轻得多,在孵化期只有60%。
研究小组还发现,每个胚胎在发育中的颌骨中都保存着两种类型的牙齿。其中一组由非常简单的三角形牙齿组成,这些牙齿在孵化前就会被吸收或脱落,就像今天的壁虎和鳄鱼一样。第二组与成人的非常相似,并且将是胚胎孵化的那些。“我真的很惊讶地发现这些胚胎不仅有牙齿,而且有两种类型的牙齿。它们的牙齿很小;它们的宽度从0.4到0.7毫米不等。这比牙签尖还小!Chapelle解释道。
这项研究的结论是,恐龙在蛋里发育,就像它们的爬行类亲戚一样,它们的胚胎发育模式在2亿年里没有改变。“令人难以置信的是,在超过2.5亿年的爬行动物进化中,头骨在蛋中的发育方式大致保持不变。这就说明了,你不能破坏好东西!Witwatersrand大学教授、该研究的合著者Jonah Choiniere总结道。
该团队希望将他们的方法应用于其他恐龙胚胎,以估计它们的发育水平。他们会看剩下的骨架Massospondylus胚胎,看看它在发育上是否也与今天的恐龙亲戚有相似之处。手臂和腿Massospondylus胚胎已经被用来证明幼崽可能用两条腿走路。
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