Жуки длиной в несколько миллиметров происходят из коллекции ископаемых членистоногих возрастом более ста лет в Керси, Франция, которую последний раз исследовали в 1944 году. с тех пор существует в Музее естественной истории Базеля.Используя современные методы визуализации, ученым удалось получить подробную информацию о внутреннем строении этих жуков. Исследователи подвергли окаменелости рентгеновской микротомографии на источнике синхротронного излучения ANKA Технологического института Карлсруэ (KIT). Таким образом, самые сокровенные структуры непрозрачных окаменелостей впервые были представлены в трехмерном виде. «Само измерение занимает всего несколько секунд», — объясняет соруководитель проекта Томас ван де Камп из лаборатории KIT по применению синхротронного излучения (LAS).
Во время измерения объект вращается в рентгеновских лучах и исследуется с разных сторон. Ожидается, что в будущем возрастающая автоматизация измерений позволит быстро исследовать и изучать анатомию ряда образцов естествознания. После измерения трехмерный объект реконструируется в цифровом виде, что связано со значительными затратами. «Обработка данных и ручная реконструкция требуют ноу-хау томографии как инструмента и биологии исследуемого объекта».
Благодаря исключительно хорошему разрешению томографической измерительной станции источника синхротронного излучения ANKA можно получить изображения жука размером в несколько микрометров (миллионные доли метра). Впервые это позволяет ученым таксономически описать ископаемого жука и оценить его внутренние органы в соответствии с современными стандартами, как если бы это был образец существующего в настоящее время вида. Таким образом, рентгеновская томография ископаемых жуков выявила ротовую часть, глотку, желудочно-кишечный тракт, гениталии и сложную сеть трахеи.
Затем был проведен анализ генеалогического древа, и отношения ископаемых видов в группе жуков-клоунов (также называемых жуками-клоунами, histeridae), семейство жуков, все еще существующее сегодня, можно было исправить и переоценить.Уровень детализации изображений ископаемых жуков намного превышает знания, обычно получаемые об ископаемых членистоногих. «Превосходная сохранность мягких тканей показывает, что жуки были сохранены в течение очень короткого периода времени, предположительно в течение нескольких часов или дней», — говорит палеонтолог Ахим Шверманн из Института Штайнмана при Боннском университете и соруководитель проекта. Один ископаемый жук, который все еще частично внедрен в скалу, показывает структуру экзоскелета. Теперь приставшая скала показывает, как выглядел жук снаружи.
Удивительно, но это наиболее плохо сохранившийся снаружи жук, который лучше всего сохраняется внутри. Приставшая скала защищала внутренние конструкции и хрупкие конечности от разрушения под воздействием внешней среды. «Никогда раньше я не видел внутренности жука-клоуна в таких деталях», — подчеркивает эксперт по жукам-клоунам Майкл Катерино из Университета Клемсона, Южная Каролина, США.
После того, как ископаемые членистоногие из Керси, Франция, при первом анализе в 1940-х годах были обнаружены плохо сохранившимися, эта старая коллекция теперь оказалась настоящей сокровищницей. «Это заставляет нас, ученых, по-другому смотреть на старые коллекции музеев и университетов», — говорят Шверманн и ван де Камп. Их команда теперь планирует исследовать и другие, аналогично сохранившиеся окаменелости. Тот факт, что жуки Quercy оставались незамеченными более 70 лет, свидетельствует о высоком потенциале старых коллекций.«Оптимальная настройка всех компонентов обеспечивает превосходное качество изображения по сравнению с медицинскими компьютерными томографами», — говорит Томи душ Сантуш Роло из Института лучевой физики и технологии (IBPT) KIT.
Синхротроны являются одними из самых интенсивных источников рентгеновского и инфракрасного излучения и наиболее широко используются для исследований как в науке, так и в промышленности. Их импульсный поляризованный свет позволяет получить уникальное представление о мире биологии, медицины, химии и физики и может использоваться для неразрушающего анализа материалов и компонентов, которые планируется использовать в будущих установках и машинах.
На таких объектах, как ANKA (Angstrom Source Karlsruhe), синхротронное излучение генерируется за счет ускорения быстрых электронов в магнитных полях.
