Medicinsk scanner hjælper med at låse op for mysterierne om et kæmpe forhistorisk havkrybdyr

Et næsten meter langt kranium af en kæmpe fossil marin ichthyosaur fundet på en landmands mark for mere end 60 år siden er blevet undersøgt for første gang.

Bruger avanceret computeriseret tomografi (CT) scanningsteknologi, forskningen afslører ny information, herunder detaljer om den sjældent bevarede hjernekasse.

Det næsten 200 millioner år gamle fossil, som blev fundet i 1955 på Fell Mill Farm i Warwickshire, var aldrig formelt blevet undersøgt før denne forskning.

Nu, takket være data indsamlet fra CT-scanninger, forskerholdet var i stand til digitalt at rekonstruere hele kraniet i 3-D. Det er første gang, en digital rekonstruktion af et kranium og mandible fra et stort havkrybdyr nogensinde er blevet gjort tilgængelig til forskningsformål og for offentligheden.

Selvom tusindvis af ichthyosaur-fossiler er blevet gravet frem i Storbritannien, dette eksemplar er særligt vigtigt og usædvanligt, fordi det er tredimensionelt bevaret og indeholder knogler i kraniet, som sjældent er blotlagt.

I 2014 som en del af et projekt på Thinktank Science Museum, Birmingham, palæontologer Dean Lomax, fra University of Manchester, og Nigel Larkin begyndte at studere kraniet og dets ufuldstændige skelet for første gang og blev snart overbevist om dets betydning.

Dekan, hovedforfatteren og en af ​​verdens førende ichthyosaur-eksperter, forklarer:"Første gang jeg så dette eksemplar var jeg forundret over dets fremragende bevarelse.

Ichthyosaurer i denne alder (tidlig jura) er normalt 'pandekagede', hvilket betyder, at de klemmes, så den oprindelige struktur af kraniet enten ikke bevares eller er forvrænget eller beskadiget. Så at have et kranium og dele af skelettet af en ikthyosaur i denne alder bevaret i tre dimensioner, og uden at nogen omkringliggende sten skjuler den, er noget ganske særligt."

Ichthyosauren blev oprindeligt identificeret som en almindelig art kaldet Ichthyosaurus communis, men efter at have studeret det nærmere, Dean var overbevist om, at det var en sjældnere art. Baseret på forskellige træk ved kraniet, han identificerede det som et eksempel på en ichthyosaur kaldet Protoichthyosaurus prostaxalis . Med et kranium næsten dobbelt så langt som noget andet eksemplar af Protoichthyosaurus , dette er det hidtil største eksemplar kendt af arten.

Medforfatter Nigel Larkin tilføjede:"I første omgang, Målet med projektet var at rense og bevare kraniet og delvist demontere det for at genopbygge det mere præcist, klar til genvisning på Tænketankmuseet. Men vi indså hurtigt, at kraniets individuelle knogler var usædvanligt velbevarede i tre dimensioner, bedre end i noget andet ichthyosaur-kranie, vi havde set. Desuden, at de ville reagere godt på CT-scanning, gør det muligt for os at fange deres form digitalt og se deres interne detaljer. Dette gav en mulighed, som ikke kunne gå glip af"

Kraniet er ikke helt komplet, men flere knogler i hjernen - som sjældent er bevaret hos ichthyosaurer - er til stede. For at låse op for information indeholdt i kraniet, disse knogler blev mikro-CT-scannet ved Cambridge University i 2015 af ekspert palæontolog og medforfatter, Dr. Laura Porro fra University College London (UCL).

Fossilet bevarede kun knogler fra venstre side af hjernen; imidlertid, ved hjælp af CT-scanninger blev disse elementer digitalt spejlet og 3D-printet i naturlig størrelse for at fuldende hjernen. Endelig, hele kraniet blev CT-scannet på Royal Veterinary College (RVC) ved hjælp af en scanner, der typisk er reserveret til heste og andre store dyr.

Dr. Porro tilføjede:"CT-scanning giver os mulighed for at se inde i fossiler - i dette tilfælde, vi kunne se lange kanaler inde i kranieknoglerne, der oprindeligt indeholdt blodkar og nerver. Scanninger afslørede også kurationshistorien for prøven siden dens opdagelse i 50'erne. Der var flere områder rekonstrueret i gips og ler, og den ene knogle var så kyndigt modelleret, at kun scanningerne afslørede en del af den var en falsk. Endelig er der potentialet til digitalt at rekonstruere kraniet i 3-D. Dette er svært (og risikabelt) at gøre med originalen, skrøbelige og meget tunge fossile knogler; plus, vi kan nu gøre 3D-rekonstruktionen frit tilgængelig for andre videnskabsmænd og til uddannelse."

Brugen af ​​moderne teknologier, såsom medicinske scannere, har revolutioneret måden, hvorpå palæontologer er i stand til at studere og beskrive fossiler.

Dean tilføjede:"Det har taget mere end et halvt århundrede for denne ichthyosaur at blive studeret og beskrevet, men det har været ventetiden værd. Ikke alene har vores undersøgelse afsløret spændende information om den indre anatomi af kraniet på dette dyr, men vores resultater vil hjælpe andre palæontologer med at udforske dets evolutionære forhold til andre ikthyosaurer."