תארו לעצמכם פליאונטולוג ואתה בטח מדמיין מישהו במדבר סלעי החופר עצמות דינוזאור, או מכופף מעל לוח סלע במעבדה, סוחק לאט את שכבות המשקעים העתיקות כדי לחשוף את השרידים המאובנים של תקופה עבר.
אבל על פי מאמר חדש שפורסם על ידי פליאונטולוגים מאוניברסיטת בריסטול, הדימוי של מדעני דינוזאור בודד ומאובק אינו מעודכן בכל הקשור.
ג'ון קנינגהם, המחבר הראשי של העיתון, אומר שהמחקר המודרני על בעלי חיים שנכחדו מונע על ידי טכנולוגיות הדמיה מתקדמות, דוגמנות תלת מימד ושחזור ויזציה וירטואלית - קידום הידע שלנו על בעלי החיים הקדומים, אך גם של מינים אחרים ישנים וחדשים.
טכניקות הדמיה חדשות אף מאפשרות להסיר מאובנים כמעט מהסלע שמסביב, וחוסכים חודשים או שנים של עבודה קפדנית; ניתן לשתף וללמוד בקלות את העצמות הווירטואליות המתקבלות, או אפילו להדפיס.
כפי שקורה בכל כך הרבה תעשיות אחרות, הדפסת תלת מימד ודוגמנות עוזרת לפליאונטולוגים לקבל מבט ברור יותר על מאובנים מאי פעם. בעזרת מודלים תלת-ממדיים, מדענים יכולים לתפעל חלקים ספציפיים מהדגימה למחקר נוסף, להחליף חלקים חסרים בנתונים מחלק אחר של אותה עצם או לשחזר באופן דיגיטלי גולגולות או מבנים מורכבים אחרים שהוטחו או עוותו בדרך אחרת במהלך תהליך המאובן. ניתן לשחזר למעשה רקמות רכות, כמו החלק הפנימי של מארז המוח, או שרירים המחוברים בנקודות ניכרות על העצמות.
לאחר יצירת הדגמים המדויקים הללו, ניתן לבדוק את המאובנים בדרכים חדשות, כמו למשל להעמיד אותם על ניתוח ביומכני, באותה דרך שבה מהנדסי מבנים בודקים גשרים ומבנים לפני שהם נבנים. זה יכול לספר למדענים איך חיה נתונה הייתה יכולה ללכת, מה היא אכלה, כמה מהר היא יכולה לנוע ואילו סוגים של תנועות היא לא יכלה לבצע בגלל מגבלות העצם והשריר שלה.
ההתקדמות בהדמיית רנטגן ובמיקרוסקופיית אלקטרונים, המשתמשים בקורות אלקטרונים כדי ליצור תמונה של דגימה, מאפשרים גם למדענים להציץ ברמת פירוט מפתיעה לא רק לסלעים המכילים מאובנים שטרם נחשפו באופן גופני לחלוטין, אך בתוך גופם של בעלי החיים המאובנים עצמם.
צוות בגרמניה, למשל, הודיע לאחרונה כי גילו את הציפור הקדומה ביותר הידועה להאבקה של צמחים מכיוון שהצליחו לראות ולהבדיל מינים רבים של גרגירי אבקה בבטנו של המאובן בן 47 מיליון השנה.
אולם באופן מדהים, קנינגהם אומר שיש שיטות מדויקות אפילו יותר להדמיה. טומוגרפיה של Synchrotron, המשתמשת במאיץ החלקיקים כדי לייצר קרני רנטגן בהירות מאוד, מביאה לתמונות מדויקות ונקיות, אומר קנינגהם, והופכות מבנים גלויים לקטנים יותר מאלף מילימטר, או כמאה מאבקה של כוכב שיער אדם. .
"בעזרת טומוגרפיה של סינכרוטרון הצלחנו לדמיין מבנים תת-תאיים שמורים כולל גרעינים אפשריים, " אומר קנינגהם. "אפשר אפילו לנתח מבנים כאלה באופן כמעט וירטואלי."
תמונה זו מראה כיצד שוחזרו צילומים של מאובן (משמאל) בעזרת כלים דיגיטליים (מימין). (אוניברסיטת בריסטול) Big Dino Data העברת נתונים מאוספים מאובנים מאסיביים ממדפי הדגימה המאובקים ולעולם הווירטואלי, היא נושא אחר לגמרי. מארק נורל, יו"ר חטיבת הפליאונטולוגיה במוזיאון האמריקני להיסטוריה טבעית, וצוותו בילו זמן אדיר בדיגיטציה של התיקים שלהם. "יש לנו סורק כאן באתר והוא פועל כמעט 24 שעות ביממה, " הוא אומר. אמנם זמן רב ליצור, מאגר הנתונים המאובנים הדיגיטליים הצומחים במהירות מציע הזדמנויות חדשות לשיתוף פעולה, יחד עם היכולת להשוות עשרות דגימות ממוסדות ברחבי העולם.
לדוגמה, אומר נורל, אחד מתלמידיו בדיוק השלים עבודת דוקטורט שכללה שחזור אוזן פנימית של נחשים חיים ומאובנים. היא כללה כמאה דגימות, אבל "למעשה סרקה רק כמחצית מזה, " אומרת נורל, "האחרים היו דברים שאנשים אחרים כבר פרסמו [כך] הסריקות הגולמיות האלו כבר הועלו."
אך למרות ההתקדמות, קנינגהם וצוותו אומרים כי חוקים ישנים הקושרים זכויות יוצרים מאובנים למוזיאונים, והיעדר תשתית אלקטרונית בהיקף גדול לאחסון ושיתוף נתונים, מעכב את התחום מההתקדמות המהירה יותר.
ישנם חוקרים שאינם מעוניינים לשתף את הנתונים שלהם כפי שהם צריכים להיות, אפילו לאחר פרסום, אם יש פוטנציאל למחקרים נוספים הקבורים בנתונים, אומר קנינגהם. מוזיאונים רבים גורמים בזכויות יוצרים על המאובנים שלהם, המונעים שיתוף משפטי, ואחרים מנצלים גם את הטכנולוגיה הפונטאונטולוגית המתקדמת למטרות רווח, הוא אומר.
"יש כאלה שנזהרים מהאפשרות של גישה רחבה לנתונים דיגיטליים, מכיוון שמשמעות הדבר היא שמישהו עם גישה למדפסת תלת ממדית יוכל להתחיל להדפיס דגמים, " אומר קנינגהם - מה שעשוי להיות טוב לחובבים ולמורים למדעים בתיכון אך עלול לפגוע בשורה התחתונה. של המוסד שבבעלותו הנתונים.
מעבר לאיסוף הנתונים עצמם, אתגר גדול עבור מוסדות הוא היכולת לאחסן, לתחזק ולהנגיש את כמויות הנתונים הגדולות המופקות כעת על ידי פליאונטולוגים, אומר קנינגהם.
עם זאת, בארה"ב, נורל אומרת שיש כמה מאגרי נתונים - כמו דיג'ימורף באוניברסיטת אוסטין, מורפובנק בסטוני ברוק או מורפבנק באוניברסיטת פלורידה - הזמינים לחוקרים. הוא גם לא חושב שהמכשולים הטכניים והכספיים של אחסון הנתונים ושיתוףם קשה כל כך להתגבר עליהם.
"אני עובד עם חבורה של אסטרונומים כאן במוזיאון, וסוגי הנתונים הזורמים מהמכשירים שלהם הם כמו שלושה סדרי גודל גדולים יותר מסוגי הנתונים שאנו מקבלים ממחקרי טומוגרפיה החוצה", אומר נורל. "אז זה נושא, אבל זה לא בעיה."
למידה מהחי
השניים מסכימים, עם זאת, שאחד הנושאים העיקריים העומדים כעת בפני תחום הפליאונטולוגיה הוא כמה מעט אנו מפתיעים על בעלי חיים מודרניים וחיים.
כפי שציין קאנינגהם והסופרים האחרים במאמרם, "... המגבלות הבולטות ביותר בקריאת תיעוד המאובנים טמונה כעת בעיקר, ובאופן אירוני למדי, עם הידיעה הלקויה של האנטומיה של הביוטה החיה."
נורל נתקל גם בנושא זה. המעבדה שלו שיחזרה כמעט את מוחם של דינוזאורים הקשורים קשר הדוק לציפורים. אך כשהחלו לחפש נתונים השוואתיים בבעלי חיים מודרניים, הם לא הצליחו למצוא מפת הפעלה מוחית אחת לציפור חיה. אז משתפי הפעולה שלו במעבדה הלאומית ברוקבן נאלצו לבנות קסדת סריקת PET זעירה לציפורים, ולאסוף את הנתונים המודרניים שהם צריכים לצורך ההשוואה העתיקה שלהם בעצמם.
"בעבר, רוב הפליאונטולוגים הוכשרו בעיקר כגיאולוגים", אומר נורל. "עכשיו ... רובנו רואים עצמנו ביולוגים שעובדים על מאובנים לפעמים."
