Hvordan forskere diagnosticerede et 200 millioner år gammelt inficeret rovdyrbid

Natur, rød i tand og klo.

Da Tennyson udgav sit digt In Memoriam, lidt vidste han, at denne sætning fra den ville blive så tæt forbundet med processen med darwinistisk naturlig udvælgelse. Fem små ord, der fremmaner de barske evolutionære realiteter i konkurrencen om mad, ressourcer og selve livet mellem rovdyr og bytte, jægeren og de jagede.

Nu mine kolleger og jeg, ledet af Lida Xing fra China University of Geosciences (Beijing), har offentliggjort beviser for et heldigt dyr, der slap væk – i dette tilfælde, en planteædende dinosaur fra Kina. Vores arbejde fremhæver, hvordan brugen af ​​røntgentomografi – en teknik i hastig udvikling inden for digital billeddannelse – revolutionerer studiet af fossile poster.

Vores dinosaur er Lufengosaurus huenei , en sauropod fra nedre jura, som ville have boet for 200-170 millioner år siden i det, der nu er Yunnan-provinsen, Kina. Lufengosaurus var en planteæder, omkring seks meter lang og vejer lidt under to tons.

Da dinosauren blev udgravet i 1997, der var en patologisk abnormitet på et af dyrets højre ribben. Set fra siden, der er en konkav del af manglende knogle, som skærer næsten halvvejs gennem ribben.

Den traditionelle tilgang til at studere knoglepatologi er det, der kaldes "morfoskopisk evaluering". Dette involverer sædvanligvis lav effektforstørrelse af knoglen, men dette ville kun afbilde fossilets ydre overflade. I tilfældet med vores ribben, læsionen trængte dybt ind i knoglen, så det var nødvendigt at se den indre struktur til en diagnose.

Nu, 20 år efter dens første opdagelse, vi har brugt røntgen mikrocomputertomografi, eller mikro-CT for kort, at afbilde vores dinosaurs dybe strukturer.

At se fossiler indeni

Tomografi (fra græsk tomos at skære, og grafer at skrive) er en ikke-invasiv teknik, der har betydelige diagnostiske fordele i forhold til konventionelle metoder, gør det muligt at bygge højopløselige skiver og 3D-billeder op af interne strukturer uden at beskadige fossilet.

Efter mikro-CT-scanning, vi rekonstruerede ribbens cellulære struktur. I tværsnit, der var tydelige tegn på både destruktive forandringer og ny knogledannelse, som ikke kunne observeres udefra. Mønstret for disse knogleødelæggende og knogledannende processer fortæller os, at sygdomsprocessen var både kronisk (langvarig) og aktiv på tidspunktet for dyrets død.

Vi diagnosticerede en proces kaldet osteomyelitis, som i dette tilfælde havde frembragt en byld inde i knoglen. Osteomyelitis er en alvorlig infektion med oprindelse i knoglemarven, normalt som følge af introduktionen af ​​pyogene (pus-producerende) bakterier i knoglen. Patogener kommer ind i knoglen via blodbanen, eller gennem åbne sår eller brud.

Dette er kun det andet tilfælde af osteomyelitis, der er fundet hos en sauropod-dinosaur i fossiloptegnelsen. Det eneste andet tilfælde kommer fra en kæmpe titanosaur fra Argentina, som havde en bakteriel infektion i rygsøjlen.

Tand og klo

Heri Lufengosaurus vi har også det tidligste registrerede tilfælde af en knogle byld forårsaget af osteomyelitis i fossiloptegnelsen.

I betragtning af læsionens form, og dens placering på brystkassen, vi tror, ​​at infektionen kan være forårsaget af et stiksår fra et bid. Dråbeformen tyder på, at skaden er forårsaget af en tand eller klo, og er i overensstemmelse med beviser for rovdyrbidstraumer fundet andetsteds i dinosaurernes fossiler.

Den bakterielle infektion ville have haft stor indflydelse på Yunnan-dinosaurens liv. Osteomyelitis er kendt for at producere feber, træthed, kvalme og ubehag, og kan sende bakterier ind i hjernen, accelererende død. Vi ved, at dinosauren overlevede i nogen tid med denne infektion, men dette kan have gjort det sårbart over for andre sygdomme eller ude af stand til at klare sig selv på lang sigt.

Det spændende er, at denne sag giver os bevis på interaktion mellem en stor planteædende dinosaur (en sauropod) og et af de aggressive rovdyr, der levede på det tidspunkt. Vi har ikke kun tegn på sygdom, men på adfærd mellem dyr – mellem rovdyr og bytte i denne dybe periode i forhistorien.

Vi ved ikke, hvilken rovdyrsart der forårsagede biddet, men såret fra det mislykkede angreb er en rygende pistol. Det er muligt Sinosaurus , et velkendt rovdyr fundet i Jurassic Yunnan, ville have været i stand til at angribe Lufengosaurus .

Virtuel palæontologi

Denne opdagelse blev kun muliggjort ved anvendelse af røntgentomografi (mikro-CT). Den første kommercielt tilgængelige mikro-CT-scanner dukkede op i 1994, men det er først i det sidste årti, at det er begyndt at blive brugt i palæontologi, dels på grund af udgifterne til udstyret. Tomografi giver os i stigende grad mulighed for at forstå processer som traumer og infektion i fossilregistret på celleniveau.

Denne teknologi har åbnet fossilregistrene, giver palæontologer mulighed for at afbilde og analysere fossilernes dybe struktur. Dette har muliggjort spektakulære opdagelser såsom den tidligste homininkræft og den tidligste tumor, Archaeoptryx' flyvemønster, eller at genopbygge en tidlig fugl fanget i rav. Det har også givet os mulighed for at rette historiske tilfælde af patologisk fejldiagnose i fossiler.

De resulterende scanninger kan deles over hele verden, visualiseret og studeret uden behov for direkte adgang til fossilerne. De kan også 3D-printes, både i deres faktiske størrelse eller i enhver anden skala, som vi har brug for.

Hvem ved, hvilke spektakulære opdagelser der venter os ved hjælp af denne teknologi, men det er klart, at fremtiden for palæontologisk forskning er virtuel.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.