Микро-CT сканирането може да повреди вкаменелостите, въпреки че се разглежда като безопасно: проучване

Gold Coast:

Вкаменелостите са скъпи архиви от предишното. Те резервират детайлности за живите същества от преди няколко хиляди до стотици милиони години.

проучването на вкаменелости може да ни помогне да разберем еволюцията на типовете във времето и да отбележим фотоси на минали среди и климатични. Вкаменелостите също могат да разкрият диетите или миграционните модели на типовете с дълго време - в това число нашите лични предшественици.

Но когато живите неща се трансфорат в рок, разпознаването на тези елементи не е елементарен героизъм. Една постоянно срещана техника за проучване на вкаменелости е микрокомпютърната томография или микро-CT. Използва се за намиране на най-ранните доказателства за рак на костите при хора, проучване на мозъчни отпечатъци и вътрешни уши в ранните хоминини и за проучване на зъбите на най-старите човешки съвременни остатъци отвън Африка, измежду доста други образци. Вътре.

Запазването на скъпоценни екземпляри

вкаменелостите са редки и нежни по природа. Учените непрестанно правят оценка по какъв начин да балансират въздействието си върху вкаменелостите с нуждата да ги учат.

Когато палеонтолозите и палеоантрополозите (които работят върху човешки вкаменелости) проучват вкаменелости, те желаят да сведат до най-малко всевъзможни евентуални вреди. Искаме да запазим вкаменелости за бъдещите генерации, доколкото е допустимо - и технологията може да бъде голяма помощ тук.

микро -CT работи като медицинските CT сканирания, които лекарите употребяват, с цел да надникнат вътре в човешкото тяло. Това обаче го прави в доста по -малък мащаб и с по -голяма разграничителна дарба.

Това е идеално за проучване на дребни предмети като вкаменелости. С Micro-CT учените могат да създадат 3D изображения с висока разграничителна дарба и да имат достъп до вътрешната конструкция на вкаменелостите, без да е належащо да ги отрязват.

Тези сканирания също разрешават виртуални копия на вкаменелостите, до които по-късно други учени могат да имат достъп от всяка точка на света. Това доста понижава риска от вреди, защото сканираните вкаменелости могат умерено да останат в музейна сбирка, да вземем за пример.

микро-CT е известен и рутинно употребен. Научната общественост ги смята за „ неразрушителна “, тъй като не предизвиква образни щети-но въпреки всичко може да повлияе на изкопаемите.

Как работи микро-CT изображенията?

micro-CT сканирането употребява рентгенови лъчи и компютърен програмен продукт, с цел да сътвори високо наличие на резолюция и реконструиране на изкопаемите екземпляри. Обикновено палеонтолозите употребяват търговски скенери за това, само че по-модерните следствия могат да употребяват мощни рентгенови лъчи, генерирани при синхротрон.

Рентгеновите лъчи минават през образеца и се улавят от детектор от другия край. Това разрешава доста тънко схващане на въпроса, който са минали - изключително плътността, която по-късно обезпечава улики за формата на вътрешните структури, състава на тъканите или всяко замърсяване.

Сканирането дава поредност на 2D изображения от всички ъгли. След това компютърен програмен продукт се употребява за „ разчистване “ на тези изображения с висока разграничителна дарба и сглобяването им в 3D форма-виртуално копие на изкопаемите и неговите вътрешни структури.

Но рентгеновите лъчи не са безобидни

рентгенови лъчи са тип йонизиращо излъчване. Това значи, че те имат високо равнище на сила и могат да откъснат електроните от атомите (това се назовава йонизация).

В живата тъкан, йонизиращото излъчване може да повреди клетките и ДНК, макар че равнището на увреждане ще зависи от продължителността и интензивността на експозицията. Рентгеновите лъчи и CT сканирания, употребявани в медицината, нормално имат доста невисок риск, защото експозицията на човешкото тяло е понижена колкото е допустимо повече.

Въпреки това, все пак, което знаем за въздействието на рентгеновите лъчи върху живите кафези, евентуалното влияние на рентгеновите лъчи върху вкаменелостите посредством микро-CT изображения в никакъв случай не е изследвано. На характерен микро-CT скенер сканирахме няколко съвременни и изкопаеми кости и зъби от животни. Също по този начин измервахме тяхното наличие на колаген преди и след сканиране.

колагенът е потребен за доста аналитични цели, като да вземем за пример да открием възрастта на вкаменелостите, употребявайки радиовъглерод, или за постоянен разбор на изотоп - способ, употребен за извеждане на диетата на изчезналите типове, да вземем за пример. Съдържанието на колаген в вкаменелости нормално е доста по -ниско, в сравнение с в актуалните екземпляри, защото постепенно се разпада с времето.

След съпоставяне на нашите измервания с не -дошливи проби, взети от същите екземпляри, открихме две неща.

Първо, радиовъглеродът оставаше непроменени. С други думи, сканирането на микро-CT не въздейства на радиовъглеродните запознанства. Това е положителната вест.

Лошата вест е, че ние наблюдавахме доста понижаване на количеството на присъстващите колаген. С други думи, микро-CT сканираните проби са имали към 35% по-малко колаген от пробите преди сканиране.

Това демонстрира, че микро-CT изображенията има безспорно влияние върху вкаменелостите, които съдържат колагенски следи. Въпреки че това трябваше да се чака, въздействието не е доказано пробно преди.

Възможно е някои изкопаеми проби да нямат задоволително колаген след сканиране на микро-CT. Това би ги направило несъответствуващи за редица аналитични техники, в това число радиовъглерод.

Какво в този момент?

В предходно изследване показахме, че микро-CT могат изкуствено да " възрастта " вкаменелости по-късно датират с способ, наименуван електронен спин резонанс. Обикновено се употребява за дата на изкопаеми, по -възрастни от 50 000 години - отвън това, което може да разграничи методът на радиовъглерод.

Това предходно изследване и новата ни работа демонстрират, че микро -CT сканирането може доста и необратимо да промени вкаменелостта и информацията, която държи.

, макар че не може да бъде по -нататък в изкопаемите, ние спорим, че в този подтекст не би трябвало да се взривяват в изкопаемите, като информацията, която държи. Неразрушителното.

Микро-CT изображения е доста скъпо в палеонтологията и палеоантропологията, без подозрение в това. Но нашите резултати допускат, че той би трябвало да се употребява спестовно, с цел да се сведе до най-малко какъв брой вкаменелости са изложени на рентгенови лъчи. Има насоки, които учените могат да употребяват, с цел да сведат до най-малко вредите. Свободно шерване на данни, с цел да се избегнат повтарящи се сканирания на същия образец също ще бъде потребно.

Laura Martin-Francés receives funding from Marie Sklodowska-Curie Actions of the EU Ninth programme (2021-2027) under the HORIZON-MSCA-2021-PF-01-Project: 101060482.)

Тази публикация е преиздадена от диалога под лиценз за Creative Commons. Прочетете истинската публикация.

(с изключение на заглавието, тази история не е редактирана от чиновниците на NDTV и е оповестена от синдикирана емисия.)