Pildistage paleontoloogi ja arvatavasti kujutate ette kedagi kaljuses kõrbes, kus kaevatakse üles dinosauruse luid või püütakse labori kohal üle kiviplaadi, hakates aeglaselt iidseid settekihte eemaldama, et paljastada möödunud ajastu kivistunud jäänused.
Kuid Bristoli ülikooli paleontoloogide poolt alla kirjutatud uue paberi järgi on see üksildaste, tolmuste dinosaurusteadlaste pilt väga aegunud.
Paberi juhtiv autor John Cunningham ütleb, et väljasurnud loomade kaasaegset uurimist juhivad tipptasemel pilditehnoloogia, 3D-modelleerimine ning virtuaalne rekonstrueerimine ja dissekteerimine - edendades meie teadmisi iidsetest loomadest, aga ka teistest vanadest ja uutest liikidest.
Uued pilditehnikad võimaldavad fossiilide kogumist ümbritsevast kivist praktiliselt eemaldada, säästes kuude või aastatepikkust täpset tööd; saadud virtuaalseid luid saab hõlpsasti jagada ja uurida või isegi printida.
Nagu paljudes teistes tööstusharudes, aitab 3D-printimine ja modelleerimine paleontoloogidel saada fossiilidest selgemat pilti kui kunagi varem. 3D-mudelite abil saavad teadlased edasiseks uurimiseks manipuleerida konkreetse proovi osadega, asendada puuduvad lõigud selle luu teisest osast pärinevate andmetega või digitaalselt rekonstrueerida kolju või muid keerukaid struktuure, mis on kivistumise ajal lamendatud või muul moel moonutatud. Pehmeid kudesid, näiteks ajukoti sisemust, või lihaseid, mis kinnituvad luude märgatavates kohtades, saab samuti praktiliselt rekonstrueerida.
Kui need täpsed mudelid on loodud, saab fossiile katsetada uutel viisidel, näiteks teostada neile biomehaaniline analüüs, samamoodi katsetavad ehitusinsenerid sildu ja ehitisi enne nende ehitamist. See võib teadlastele öelda, kuidas antud loom oleks võinud kõndida, mida ta sõi, kui kiiresti ta sai liikuda ja milliseid liigutusi ta oma luu ja lihaste piirangute tõttu ei suutnud teha.
Röntgenograafia ja elektronmikroskoopia edusammud, mille puhul proovi kujutise loomisel kasutatakse elektronide kiirkiirgust, võimaldavad teadlastel ka üllatava detailsusega suhelda mitte ainult kivimites, mis sisaldavad fossiile, mis on veel täielikult füüsiliselt katmata, kuid kivistunud loomade kehade sees .
Näiteks Saksamaa meeskond teatas hiljuti, et avastas varaseima teadaoleva linnu taimede tolmeldamiseks, kuna nad suutsid 47 miljonit aastat vana fossiili maos näha ja eristada mitut õietolmutera liiki.
Hämmastaval kombel on Cunninghami sõnul pildistamiseks veelgi täpsemaid meetodeid. Cunningham väidab, et sünkrotron-tomograafia, mille abil osakestekiirendit kasutatakse väga eredate röntgenkiirte saamiseks, annab täpsed ja puhtad pildid, muutes nähtavad struktuurid väiksemaks kui tuhandik millimeeter või üks sajandik inimese juuksekarva paksusest. .
"Kasutades sünkrotron-tomograafiat, oleme suutnud visualiseerida säilinud rakualused struktuurid, sealhulgas võimalikud tuumad, " ütleb Cunningham. "Selliseid struktuure on võimalik isegi virtuaalselt lahti lõigata."
See pilt näitab, kuidas fossiilide (vasakul) fotod rekonstrueeriti digitaalsete tööriistadega (paremal). (Bristoli ülikool) Big Dino andmed Andmete massiivsetest fossiilide kollektsioonidest tolmuvate näidiste riiulitelt virtuaalmaailma viimine on aga teine teema. Ameerika loodusloomuuseumi paleontoloogia osakonna juhataja Mark Norell ja tema meeskond on oma failide digiteerimiseks kulutanud tohutult palju aega. "Meil on siin kohapeal skanner ja see töötab peaaegu 24 tundi ööpäevas, " ütleb ta. Ehkki kiiresti kasvav digitaalsete fossiilsete andmete kogumine on loomine aeganõudev, pakub see uusi võimalusi koostööks ning võimalust võrrelda kümneid institutsionaalseid eksemplare kogu maailmas.
Näiteks Norell ütles, et üks tema õpilastest lõpetas just väitekirja, mis hõlmas elavate ja kivistunud maode sisekõrva rekonstrueerimist. Ta hõlmas umbes sada eksemplari, kuid "skannis tegelikult ainult umbes poole sellest, " ütleb Norell. "Teised olid asjad, mille teised inimesed olid juba avaldanud [nii] need toored skannid olid juba üles laaditud."
Kuid hoolimata edusammudest väidavad Cunningham ja tema meeskond, et vanad seadused, mis seovad fossiilsete autoriõigustega muuseume, ning andmete säilitamiseks ja jagamiseks vajaliku suuremahulise elektroonilise infrastruktuuri puudumine takistavad põldu kiirematest edusammudest.
Mõned teadlased ei soovi ka oma andmeid jagada nii palju kui peaksid, isegi pärast avaldamist, kui andmetesse on maetud täiendavaid uuringuid, väidab Cunningham. Paljud muuseumid kaitsevad oma fossiile autoriõigusega, mis takistab seaduslikku jagamist, ja teised kasutavad ka tulu saamiseks tipptasemel paleontoloogia tehnoloogiat, väidab ta.
"Mõni suhtub digitaalsetele andmetele laialdase juurdepääsu võimaldamisse ettevaatusega, kuna see tähendaks, et kõik, kellel on juurdepääs 3D-printerile, võiksid hakata mudeleid printima, " ütleb Cunningham - mis võib olla kasulik harrastajatele ja keskkooli loodusteaduste õpetajatele, kuid võib kahjustada lõpptulemust. andmeid omava asutuse nimi.
Lisaks andmete enda kogumisele on asutuste jaoks suureks väljakutseks võime säilitada, säilitada ja kättesaadavaks teha suures koguses andmeid, mida praegu genereerivad paleontoloogid, ütles Cunningham.
USA-s on Norelli sõnul teadlastele kättesaadavad mitmed andmehoidlad - näiteks Austraali ülikooli Digimorph, Stony Brookis asuv MorphoBank või Florida osariigi ülikoolis asuv Morphbank. Samuti ei arva ta, et andmete säilitamise ja jagamise tehnilised ja rahalised tõkked on nii raskesti ületatavad.
"Ma töötan siin hulga astronoomidega siin muuseumis ja nende instrumentidelt voolav teave on nagu kolm suurusjärku suurem kui andmed, mida me tomograafia uuringutest saame, " räägib Norell. "Nii et see on probleem, kuid see pole probleem."
Elamisest õppimine
Mõlemad on siiski ühel meelel, et paleontoloogia valdkonnas praegu üks peamisi probleeme on see, kui üllatavalt vähe me teame kaasaegsete elusloomade kohta.
Nagu Cunningham ja teised autorid oma kirjutises märgivad, on fossiilsete andmete lugemisel kõige olulisemad piirangud ja mõnevõrra iroonilisel kombel teadmised elava elustiku anatoomia kohta.
Norell on ka selle teemaga tegelenud. Tema laboris on praktiliselt rekonstrueeritud lindudega tihedalt seotud dinosauruste ajusid. Kuid kui nad hakkasid tänapäevaste loomade kohta võrdlevaid andmeid otsima, ei suutnud nad elusa linnu jaoks leida aju ühe aktiveerimise kaarti. Nii pidid tema kaastöötajad Brookhaveni riiklikus laboris ehitama pisikese lindudele mõeldud PET-skaneerimise kiivri ja koguma ise iidsete võrdluste jaoks vajalikud kaasaegsed andmed.
"Varem oli enamik paleontolooge koolitatud peamiselt geoloogideks, " räägib Norell. "Nüüd ... enamik meist peab end bioloogideks, kes töötavad mõnikord fossiilide kallal."
