X-Rays ปรากฏขึ้นเพื่อเปิดเผยกระดูกที่เก่าแก่ที่สุดของ Fossil Record

กว่า 400 ล้านปีที่แล้วปลาที่แปลกและไร้สาระแหวกว่ายอยู่ในมหาสมุทรของโลก ปลานี้มีโครงกระดูกที่ยืดหยุ่นซึ่งเป็นวัสดุที่เหมือนกระดูกแปลก ๆ ที่ไม่เหมือนกระดูกในปัจจุบันที่ท้าทายการจำแนกประเภทเนื่องจากเจ้าของเดิมเสียชีวิตไปหลายล้านปีก่อน เมื่อวันอังคารที่เรียนมา นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการ รายงานว่าในที่สุดเราก็พบว่ามันคืออะไร มันเป็นตัวอย่างที่เก่าแก่ที่สุดของกระดูกในบันทึกฟอสซิลทั้งหมด

วัสดุโครงกระดูกที่เห็นในปลาโบราณนี้ - ส่วนหนึ่งของกลุ่มที่เรียกว่า heterostracans - เรียกว่าแอสไพรินผู้เขียนสรุป วัสดุนี้อธิบายการศึกษาของผู้เขียน Joseph Keating, Ph.D., นักบรรพชีวินวิทยาที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์เกือบเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายลักษณะเพราะมันไม่ได้คล้ายกับเนื้อเยื่อสี่ประเภทใด ๆ - กระดูกกระดูกอ่อนเนื้อฟันและเคลือบฟัน - ที่ทำขึ้นกระดูกและฟันในปัจจุบัน เมื่อก่อนหน้านี้นักชีววิทยาได้ตรวจสอบฟอสซิลแอสไพรินภายใต้กล้องจุลทรรศน์พวกเขางงงวยเพื่อหาโครงสร้างการแตกแขนงที่ไขว้กัน

ประเภทของกระดูกที่เรารู้ในทุกวันนี้ไม่ได้มีกากบาดใต้กล้องจุลทรรศน์ดังนั้นจึงยากที่จะเข้าใจว่าแอสไพรินเป็นกระดูกจริงหรือไม่ “ เป็นเวลา 160 ปีที่นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าแอสไพรินเป็นระยะเปลี่ยนผ่านในวิวัฒนาการของเนื้อเยื่อแร่ธาตุหรือไม่” คีดกล่าว แต่รังสีเอกซ์โดยละเอียดของทีมของเขาเกี่ยวกับฟอสซิล heterostracan แสดงให้เห็นว่าพวกเขาน่าจะเป็นตัวแทนของขั้นตอนการวิวัฒนาการของกระดูกที่สำคัญมาก: อันแรก

ส่วนประกอบที่สำคัญของกระดูกคือ "เมทริกซ์อินทรีย์" ของโปรตีนเช่นคอลลาเจนซึ่งมารวมกันเพื่อสร้างนั่งร้านที่แร่ธาตุสามารถยึดติดทำให้เกิดเนื้อเยื่อแข็งเป็นรูพรุน ที่สำคัญอย่างยิ่งในกระดูกที่เราคุ้นเคยเมทริกซ์นี้มักจะมีโครงสร้างในหลอดที่มี เชิงเส้น ซึ่งเป็นความคิดที่จำเป็นในการทำให้กระดูกมีแร่ธาตุ

เนื่องจากโครงสร้างที่มีกากบาดแอสไพรินดูเหมือนนักวิจัยก่อนหน้านี้สรุปว่ามันไม่สามารถมีองค์ประกอบแร่เหล่านั้นของเมทริกซ์ กล่าวอีกนัยหนึ่งถึงแม้ว่ามันจะดูเหมือนกระดูกมาก แต่ก็อาจจะไม่ใช่ - เป็นเพียงผู้บุกเบิกวิวัฒนาการของกระดูกแร่

แม้ว่าคีดตัดสินใจที่จะมองแอสไพรินให้ละเอียดยิ่งขึ้น เขาใช้เวลากว่า 100 ชั่วโมงในการสแกนซากฟอสซิลของโครงกระดูก heterostracan โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าซินโครตรอนโทโมกราฟีซึ่งใช้รังสีเอกซ์ชนิดหนึ่งที่ทรงพลังดังนั้นจึงต้องใช้เครื่องเร่งอนุภาคในการทำงาน คีดค้นพบเครื่องเร่งอนุภาคของเขาที่ Paul Scherrer Institute ในสวิตเซอร์แลนด์ซึ่งเขาใช้ xrays คุณภาพสูงเหล่านี้เพื่อสร้างแบบจำลองสามมิติของโครงกระดูกแอสไพรินเหล่านี้

มองอย่างใกล้ชิดกว่าที่เคยคีดพบว่ากากบาดที่เคยสับสนในอดีตได้หายไป “ ฉันพบว่าหลอดเหล่านี้มีลักษณะเป็นเส้นตรงอย่างเคร่งครัดไม่มีการแตกแขนงใด ๆ ” เขาเขียนไว้ในบล็อกโพสต์ ธรรมชาติ. “ ภาพจากการศึกษาก่อนหน้านี้ดูเหมือนจะเป็นผลมาจากการแบ่ง 2 มิติผ่านหลอดที่พันกันและซ้อนทับกันทำให้ภาพของกิ่งแตกได้”

แบบจำลอง 3 มิติแสดงให้เห็นว่าจริง ๆ แล้วหลอดเป็นเส้นตรง แต่ปรากฏซ้อนทับกันในทิศทางที่สลับกันแบบสุ่ม เขารู้ตัวมาหลายทศวรรษแล้วเมื่อนักวิจัยมองหลอดรังสีเอกซ์สองมิติพวกมันดูเหมือนจะแบนออกเป็นรูปแบบการแตกแขนงที่ไม่ได้บ่งบอกถึงโครงสร้างที่แท้จริงของพวกเขา ผู้เขียนชี้ให้เห็นว่าสิ่งสำคัญที่สุดคือหลอดคอลลาเจนซึ่งเป็นโปรตีนนั่งร้านที่ก่อให้เกิดแร่ธาตุ

“ เราแสดงให้เห็นว่าช่องว่างนั้นมีสัณฐานวิทยาเชิงเส้น” ผู้เขียนเขียน “ ช่องว่างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการรวมกลุ่มของเส้นใยคอลลาเจนที่อยู่ภายในซึ่งสร้างเป็นโครงร่างเกี่ยวกับแร่ที่ถูกสะสมอยู่ แอสไพรินเป็นกระดูกในเซลล์รูปไข่”

ความแตกต่างเล็ก ๆ นี้มีผลที่ตามมาเมื่อมันมาถึงการค้นพบเมื่อโครงกระดูก mineralized เช่นเดียวกับที่เห็นในมนุษย์วิวัฒนาการครั้งแรก เพียงแค่แสดงให้เห็นว่าปลาเหล่านี้มีโครงกระดูก mineralized ทีมนี้ได้กำหนดวันที่กลับมาไม่กี่ล้านปี:

“ การค้นพบนี้เปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับวิวัฒนาการของโครงกระดูก” Phil Donoghue, Ph.D., ผู้เขียนร่วมและนักบรรพชีวินวิทยาจากมหาวิทยาลัย Bristol สรุปสรุป “ เราแสดงให้เห็นว่าในความเป็นจริงมันเป็นกระดูกชนิดหนึ่งและเนื้อเยื่อเหล่านี้ทั้งหมดต้องมีวิวัฒนาการมาหลายล้านปีก่อนหน้านี้”