Окаменевшие крохи открыли учёным нутро спустя полмиллиарда лет

Вдумайтесь: учёные сумели изнутри рассмотреть крошечные эмбрионы существ, окаменевших за давностью в 500 миллионов лет! Для этого исследования палеонтологи использовали технику из современной медицины и физики элементарных частиц. Это никакое ни чудачество — в работе требовалась ювелирная точность, достойная обеих этих дисциплин.

Филипп Донахью (Philip Donoghue) из университета Бристоля (University of Bristol) и его коллеги из Швеции, Швейцарии и Китая для своих миниатюрных изысканий использовали технологию рентгеновской томографической микроскопии (X-ray tomographic microscopy — SRXTM). Для этого они применили источник синхротронного излучения швейцарского института Пауля Шеррера (Swiss Light Source — SLS).

 

 

Резонный вопрос: к чему такая сверхаккуратность? Так вот, дело в том, что изучать на этот раз собрались не совсем обычные объекты – окаменелости эмбрионов, размер которых – меньше миллиметра. Эти крошечные палеонтологические образцы достались нам "в наследство" от существ, живших в Кембрийский период – в те дни, когда появились многие предшественники современных животных.

Pseudooides prima, так удививший биологов. Для удобства интересующие области при моделировании можно выделить цветом (иллюстрация Philip Donoghue).' width=478 height=482>

Окаменевший эмбрион Pseudooides prima, так удививший биологов. Для удобства интересующие области при моделировании можно выделить цветом (иллюстрация Philip Donoghue).

С тех пор, как эти эмбрионы были обнаружены в Китае и Сибири несколько десятилетий назад, учёные многократно рассматривали их поверхность в сканирующий микроскоп и пытались заглянуть в их "внутренности", раскалывая на тонкие слои.

Однако на этот раз Донахью с коллегами смогли изучить на эти эмбрионы изнутри, не разрушая их.

Для этого гамма-излучение синхротрона направляли на образцы с самых разных направлений в различных плоскостях, сделав для этого сотни съёмок, после чего доверили компьютеру сконструировать трёхмерную картину.

Другие эмбрионы, найденные в южном Китае. Совершенно очевидно, что моделирование одинаково точно показывает и поверхность, и "внутренности" (иллюстрация Philip Donoghue).

Используя различные образцы, исследователи смогли восстановить ход развития эмбрионов на различных этапах – от зародышевого пузырька до более сложных стадий, когда у делящихся клеток стала появляться своя спецификация.

Благодаря такой тщательной работе стало возможным рассмотреть давно уже неживую живность в деталях. Однако, как оказалось, получившиеся картинки принесли не только подробности, но и ряд неожиданных фактов.

Markuelia абсолютно натуральны, но точные данные из них можно получить только о поверхности. Содержимое можно рассмотреть только при частичном разрушении. Однако и в этом случае были только гипотезы (иллюстрация Philip Donoghue).' width=478 height=478>

Предыдущие снимки Markuelia абсолютно натуральны, но точные данные из них можно получить только о поверхности. Содержимое можно рассмотреть только при частичном разрушении. Однако и в этом случае были только гипотезы (иллюстрация Philip Donoghue).

Выяснилась, например, уникальная особенность развития эмбрионов червей Pseudooides prima. Сегменты тела этих существ росли из середины, а никак не с противоположных его концов, как это происходит у их современных родственников.

О другом существе, эмбрион которого подвергся рассмотрению — Markuelia — прежде думали, что он может принадлежать некой разновидности червя, насекомого, либо раковинного моллюска.

Markuelia. Для удобства определённые ткани можно окрашивать в различные цвета (иллюстрация Philip Donoghue).' width=478 height=162>

На снимке – серия последовательных тончайших срезов Markuelia. Для удобства определённые ткани можно окрашивать в различные цвета (иллюстрация Philip Donoghue).

Однако трёхмерная реконструкция обнаружила анальное и ротовое отверстия. Характерно, что со стороны рта были обнаружены ряды зубов (да-да, не удивляйтесь – эксперимент проводился с микрометровой точностью), а это позволило биологам сделать заключение, что существо является, скорее всего, далёким родственником приапулидов (Priapulida) – современной группы реликтовых морских червей (по своему строению они схожи с высшими червями).

	Филипп Донахью: "Чтобы раздобыть эти эмбрионы, приходится вручную перебирать тонны породы" (фото с сайта gly.bris.ac.uk).

Кстати, синхротронное излучение помогло не только рассмотреть особенности организмов, но и, собственно, доказать, что некоторые из этих микроскопических находок Донахью действительно являются остатками древней жизни, а вовсе не кристаллами неорганического происхождения (как полагали некоторые учёные).

Существенно, что исследование микроскопических эмбрионов в сверхмощном синхротронном "свете" позволило увидеть их анатомические особенности безо всяких механических вмешательств, оставив их в целостности.

Кстати, немаловажно, что удалось обойтись без разрушения образцов, ведь их поиск требует поистине титанического терпения и трудолюбия. "Нам приходилось перебирать огромные объёмы породы, перебирая её по частичкам и решая, песчинка это или эмбрион, — говорит Донахью. — А однажды моим коллегам, перебрав 12 тонн породы, удалось найти всего 500 зародышей", — рассказывает профессор.

Ускоритель SLS. Здесь проводилось исследование окаменевших эмбрионов. А вы что ожидали увидеть? Снова микроскоп? (фото с сайтов palaeo.gly.bris.ac.uk и sls.web.psi.ch).

Для Донахью нет вопроса "Зачем всё это нужно?", идеология работы для него очевидна, и объясняет он её так: "Мы пытаемся найти пределы окаменения. Сейчас мы наблюдаем те объекты, которые, как считалось, не могли сохраниться из-за своей малости".

Техника, которая для палеонтологии довольно нова, открывает невиданные возможности для науки, и пока нет необходимости в поиске новых, более точных методов. С помощью синхротронного излучения у учёных получается рассмотреть даже окаменевшие волоски, правда, нет возможности заглянуть вовнутрь (кстати, с обычными волосками в таком случае дела идут намного удачнее).

"Так что мы знаем, где находится этот предел окаменения", — говорит Донахью. Возможно, говорит не вполне удовлетворённо.

Статья получена: Membrana.ru