Замислите палеонтолога и вероватно замишљате некога у каменој пустињи како копа кости диносауруса или се сагнуо над плочену стијену у лабораторији, полако одрезујући слојеве древних седимената како би открио фосилизоване остатке минуле епохе.
Али према новом папиру који је на Универзитету у Бристолу написао палеонтолози, та слика усамљених, прашњавих научника диносаура тешко је застарела.
Јохн Цуннингхам, водећи аутор листа, каже да се модерним истраживањем изумрлих животиња покреће врхунска технологија снимања, 3Д моделовање и виртуелна реконструкција и дисекција - унапређујући наше знање о древним животињама, али и другим старим и новим врстама.
Нове технике снимања омогућавају чак и да се фосили практично уклоне из околних стена, штедећи месеце или године пажљивог рада; резултирајуће виртуелне кости могу се лако делити, проучавати или чак штампати.
Као и код многих других индустрија, 3Д штампање и моделирање помажу палеонтолозима да јасније погледају фосиле него икада раније. Помоћу 3Д модела, научници могу манипулирати одређеним деловима узорка ради даљег проучавања, заменити недостајуће одсеке подацима из другог дела те кости или дигитално реконструисати лобање или друге сложене структуре које су током процеса фосилизације биле спљоштене или на било који други начин искривљене. Мека ткива, попут унутрашњости кућишта мозга, или мишићи који се причвршћују на уочљивим тачкама на костима, такође се могу практично реконструисати.
Једном када се створе ови прецизни модели, фосили се могу тестирати на нове начине, попут подвргавања биомеханичкој анализи, на исти начин на који грађевински инжењери тестирају мостове и зграде пре него што се направе. Ово научницима може рећи како је нека животиња могла ходати, шта је јела, колико се брзо могла кретати и које врсте покрета није могла да направи због ограничења костију и мишића.
Напредак у рендгенском снимању и електронској микроскопији, који користи снопове електрона за стварање слике узорка, такође омогућава научницима да завирују са изненађујућим нивоом детаља не само у стијене које садрже фосиле који још увек нису у потпуности физички изложени, већ унутар тела самих фосилизованих животиња.
Тим из Немачке, на пример, недавно је објавио да су открили најранију познату птицу која опрашује биљке, јер су у стомаку фосила старог 47 милиона година могли видети и разликовати више врста полена зрна.
Ипак, изненађујуће, Цуннингхам каже да постоје још прецизније методе за снимање. Синхротронска томографија, која користи акцелератор честица за производњу врло светлих рендгенских зрака, даје прецизне, чисте слике, каже Цуннингхам, чинећи видљиве структуре мањим од хиљаду милиметра или једне стотинке дебљине сјаја људске длаке .
„Помоћу синхротронске томографије успели смо да визуелно визуелно сачувамо субцелуларне структуре, укључујући могућа језгра“, каже Цуннингхам. „Чак је могуће и сецирање таквих структура у потпуности виртуелно.“
Ова слика приказује како су фотографије фосила (лево) реконструисане дигиталним алатима (десно). (Универзитет у Бристолу) Подаци о великом Дину Премештање података из масивних колекција фосила са прашњавих полица узорака и у виртуелни свет је сасвим друго питање. Марк Норелл, председавајући одељења за палеонтологију Америчког музеја природне историје, и његов тим провели су огромну количину времена дигитализујући своје досијее. "Овде имамо скенер на лицу места и ради скоро 24 сата дневно", каже он. Иако је потребно дуготрајно стварање, брзо растућа залиха дигиталних фосилних података нуди нове могућности за сарадњу, заједно са могућношћу поређења десетина узорака из институција широм света.
На пример, каже Норелл, један од његових ученика управо је завршио дисертацију о реконструкцији живих и фосилизованих змија унутарњег уха. Укључила је око стотину узорака, али „заправо је скенирано само око половине тога“, каже Норелл, „Остале су ствари које су други људи већ објавили [па] су те сирове скенове већ учитане.“
Али упркос напретку, Цуннингхам и његов тим кажу да се стари закони који фосилна ауторска права вежу за музеје, и недостатак велике електронске инфраструктуре за складиштење и дељење података, задржавају на терену од бржег напретка.
Неки истраживачи такође не желе да деле своје податке као што би требало да буду, чак и после објављивања, ако постоје потенцијали за даља истраживања која су закопана у податке, каже Цуннингхам. Многи музеји копирају своје фосиле, што спречава легалну дељење, а други такође користе врхунску палеонтолошку технологију зарад профита, каже он.
"Неки су опрезни да омогуће широки приступ дигиталним подацима јер би то значило да би свако ко има приступ 3Д штампачу могао започети штампање модела", каже Цуннингхам - што би могло бити добро за хобисте и наставнике у средњим школама, али може угрозити крајњу линију институције која је власник података.
Поред самог прикупљања података, велики изазов институцијама је могућност складиштења, одржавања и стављања на располагање великих количина података које сада стварају палеонтолози, каже Цуннингхам.
Међутим, у САД-у Норелл каже да постоји неколико складишта података - попут Дигиморпх-а на Универзитету у Аустину, МорпхоБанк-а у Стони Броок-у или Морпхбанк-а на Универзитету Флорида, који је доступан истраживачима. Он такође не сматра да су техничке и финансијске препреке за складиштење и дељење података све тешко превазићи.
„Радим са гомилом астронома овде у музеју, а врсте података које допиру из њихових инструмената су као три реда веће од врста података које добијамо из студија томографије“, каже Норелл. "Дакле, то је проблем, али није проблем."
Учење од живих
Њих се двоје слажу, међутим, да је једно од главних проблема с којима се суочава поље палеонтологије то колико изненађујуће мало знамо о модерним, живим животињама.
Као што Цуннингхам и други аутори истичу у свом раду, "... главна ограничења у читању записа о фосилима сада леже у принципу и помало иронично, с лошим познавањем анатомије живе биоте."
Норелл се такође сусрео са овом проблематиком. Његова лабораторија практично реконструише мозак диносауруса који су уско повезани са птицама. Али када су започели претрагу упоредних података код савремених животиња, нису могли пронаћи ниједну мапу активације мозга за живу птицу. Тако су његови сарадници у Националној лабораторији у Бруквену морали да направе малу ПЕТ кацигу за птице и да сами прикупе савремене податке који су им потребни за њихове древне поређења.
"Раније је већина палеонтолога била првенствено обучена као геолози", каже Норелл. "Сада ... већина нас себе сматра биолозима који понекад раде на фосилима."
