Synchrotron X-ray kaster lys over nogle af verdens ældste dinosauræg

Et internationalt hold af videnskabsmænd ledet af University of the Witwatersrand i Sydafrika har produceret meget detaljerede reproduktioner af kranierne fra nogle af de ældste kendte dinosaurembryoner i 3-D, ved hjælp af kraftfulde og ikke-destruktive synkrotronteknikker på ESRF, den europæiske synkrotron i Frankrig. De fandt ud af, at kranierne udvikler sig i samme rækkefølge som nutidens krokodiller, høns, skildpadder og firben. Resultaterne er offentliggjort i dag i Videnskabelige rapporter .

Forskerne har offentliggjort 3D-rekonstruktionerne af de ~2 cm lange embryonale kranier i Videnskabelige rapporter . Embryonerne, fundet i 1976 i Golden Gate Highlands National Park (Free State Province, Sydafrika) tilhører Sydafrikas ikoniske dinosaur Massospondylus carinatus, en 5 meter lang planteæder, der redede i Free State-regionen for 200 millioner år siden.

Den videnskabelige anvendelighed af embryonerne var tidligere begrænset af deres ekstremt skrøbelige natur og lille størrelse. I 2015 videnskabsmænd Kimi Chapelle og Jonah Choiniere fra University of Witwatersrand bragte dem til European Synchrotron (ESRF) i Grenoble, Frankrig til scanning. Hos ESRF, en 844 meter lang ring af elektroner, der bevæger sig med lysets hastighed, udsender kraftige røntgenstråler, der kan bruges til at scanne stof på en ikke-destruktiv måde, herunder fossiler. Embryonerne blev scannet på et hidtil uset detaljeringsniveau, ved opløsning af en individuel knoglecelle.

Med disse data i hånden, og efter næsten tre års databehandling på Wits-laboratoriet, holdet var i stand til at rekonstruere en 3-D-model af babydinosaur-kraniet. "Ingen laboratorie-CT-scanner i verden kan generere den slags data, " sagde Vincent Fernandez, en af ​​medforfatterne og videnskabsmanden ved Natural History Museum i London (U.K.). "Kun med en enorm facilitet som ESRF kan vi frigøre det skjulte potentiale i vores mest spændende fossiler. Denne forskning er et godt eksempel på et globalt samarbejde mellem Europa og South African National Research Foundation, " tilføjer han.

Indtil nu, man mente, at embryoerne i disse æg var døde lige før udklækkelsen. Imidlertid, under studiet, hovedforfatter Chapelle bemærkede ligheder med de udviklende embryoner fra levende dinosaur-slægtninge (krokodiller, høns, skildpadder, og firben). Ved at sammenligne hvilke knogler i kraniet der var til stede på forskellige stadier af deres embryonale udvikling, Chapelle og medforfattere demonstrerede, at Massospondylus-embryonerne faktisk var meget yngre end tidligere antaget og kun var på 60 % gennem deres inkubationsperiode.

Holdet fandt også ud af, at hvert embryo havde to typer tænder bevaret i dets udviklende kæber. Det ene sæt bestod af meget enkle trekantede tænder, der ville være blevet resorberet eller fældet, før de klækkedes, ligesom gekkoer og krokodiller i dag. Det andet sæt lignede meget voksnes, og ville være dem, som embryonerne udklækkede med. "Jeg var virkelig overrasket over at opdage, at disse embryoner ikke kun havde tænder, men havde to typer tænder. Tænderne er så små; de varierer fra 0,4 til 0,7 mm brede. Det er mindre end spidsen af ​​en tandstikker, " siger Chapelle.

Forskerne konkluderede, at dinosaurerne udviklede sig i ægget ligesom deres reptilslægtninge, hvis embryonale udviklingsmønster ikke har ændret sig i 200 millioner år. "Det er utroligt, at i mere end 250 millioner år med krybdyrevolution, måden kraniet udvikler sig på i ægget forbliver nogenlunde den samme. Det viser sig - du roder ikke med en god ting, " siger Jonah Choiniere, professor ved University of Witwatersrand og også medforfatter til undersøgelsen.

Holdet håber at kunne anvende deres metode på andre dinosaurembryoner for at vurdere deres udviklingsniveau. De vil se på resten af ​​skelettet af Massospondylus-embryonerne for at se, om det også deler ligheder i udviklingen med nutidens dinosaur-slægtninge. Massospondylus-embryonernes arme og ben er allerede blevet brugt til at vise, at unger sandsynligvis gik på to ben.