Що спільного між птахами та динозаврами? Окостеніння сухожиль

М’які частини вимерлих хребетних, такі як колаген, кровоносні судини та клітини, рідко зберігаються у скам’янілостях. Польські палеонтологи були першими, хто ідентифікував ці м’які елементи в сухожиллях динозаврів, у тому числі гомалоцефалів, що жили в пізній крейді (близько 80 мільйонів років тому). Команда також виявила, що м’які тканини в сухожиллях динозаврів окостеніли. Таке явище спостерігається сьогодні у птахів, коли протягом життя особини відбувається мінералізація м’яких тканин сухожиль. – Результати нашого дослідження доводять, що закономірності процесу мінералізації сухожиль і процесу диференціації клітин і тканин динозаври схожі з сучасними птахами, – пояснив керівник групи доктор Давід Сурмік з Інституту наук про Землю Університету ім. Сілезії в Катовіце.

Сухожилля – це елементи, які з’єднують м’язи з кістками. У більшості хребетних вони гнучкі і гнучкі, але у динозаврів деякі сухожилля були окостенілими. Доктор Сурмік пояснив, що у динозаврів, як і у птахів, окостеніння сухожиль призводило до утворення типових для кісток структур, наприклад, вторинних остеонів (остеон є основною структурною та функціональною одиницею компактної кісткової тканини) і кісткоподібних клітин (відповідає за обмін поживних речовин в кістках). «Це сталося незважаючи на те, що сухожилля до окостеніння складаються з волокнистої сполучної тканини, а не з хряща, як у випадку з більшістю кісток до окостеніння. Раніше висловлювалося припущення, що в окостенілих сухожиллях присутні лише кісткоподібні структури, але тепер цю думку можна відкинути, додав він. Тому сухожилля, хоч вони зазвичай складаються з гнучкої і міцної сполучної тканини, можуть костеніти, тобто перетворюватися на кісткову тканину. Такі окостенілі сухожилля зустрічаються в тому числі у сучасних птахів, наприклад у індиків, у тих відділах опорно-рухового апарату, які піддаються великим навантаженням. «Окостеніння сухожиль могло статися на початку еволюції певних груп архозаврів (приматів), до яких належать птерозаври, динозаври та сучасні птахи, як адаптація для більш ефективного пересування або розподілу ваги», — пояснив палеонтолог.

Як описав доктор Сурмік, найбільшою проблемою під час дослідження була обмежена кількість зразків і підготовки (отримання, вилучення та очищення елементів і хімічних сполук у лабораторіях) дуже маленьких скам’янілих структур. Проведені аналізи були деструктивними, що було пов’язано з незворотним пошкодженням досліджуваного матеріалу. «Тому була використана мінімальна кількість проб, а послідовність аналізів була спланована дуже ретельно, щоб використати якомога менше цінного матеріалу, досягнувши максимально об’єктивних результатів», – сказав Сурмік. Зразки скам’янілих сухожиль були розчинені в спеціальному хімічному розчині для видалення фосфату, який є основним мінеральним компонентом кістки. В результаті розчинення кісток були отримані численні, хоча і дуже дрібні, всього в десяту частку міліметра, скам’янілі уламки кровоносних судин. Вони супроводжувалися прикріпленими до них клітинами, середній розмір яких не перевищував 0,01 міліметра. Точні дослідження таких крихітних структур вимагали використання мікроскопів, включаючи скануючий електронний мікроскоп і атомно-силовий мікроскоп. – Скам’янілі м’які частини (наприклад, судини, клітини, колагенові волокна) у викопних кістках хребетних з мезозою (252-66 мільйонів років тому) були описані з 1960-х років, і сам факт збереження структур, подібних до клітин кісток, у поперечних -зрізи скам’янілих кісток, вивчені під мікроскопом, були помічені дослідниками ще в 19 столітті. Нещодавно, головним чином завдяки чудово збереженим скам’янілим решткам хребетних з Китаю, клітини були ідентифіковані у скам’янілих хрящових тканинах. Однак ніколи раніше не шукали скам’янілі тканини в окостенілих сухожиллях динозаврів, які не є птахами. Ми шукали і нам вдалося їх знайти, і вони збереглися у відмінному стані, – підсумував науковець.