Када је одјек диносаура крстарио шумама и пљускао је кањоне претило 66 милиона година током њиховог изумирања, свет није утихнуо - сисари се вриште и брбљају у својим сенкама, попуњавајући празнине новим и брзо развијајућим се врстама. Научници мисле да су се прве плаценте појавиле отприлике у ово доба, постављајући темеље за највећу групу сисара који су данас живи, укључујући нас.
Палеоцен - епоха која следи након изумирања не-птичјег диносауруса - означава једно од најважнијих раздобља еволуције сисара, али истраживачи не разумију како и зашто су сисари у том времену тако брзо еволуирали. Еволуција која се брзо креће праћена је масовним изумирањем, али ни научници не разумију тај образац, каже Том Виллиамсон, палеонтолог из Музеја природне историје и науке у Новом Мексику у Албукуеркуеу. "То је оно чији смо ми заправо део, настали су у то време и наши преци и то је заиста слабо схваћено", каже Виллиамсон.
Зато он и тим шесторице других научника из САД-а, Шкотске, Кине и Бразила заједно раде на раздвајању десетина фосила сисара током првих 12 милиона година након што су диносауруси нестали како би створили најцрњиво рано породично стабло сисара до данас. Морат ће анализирати замршене скелетне структуре - укључујући ушне кости и случајеве мозга - како би разликовали врсте, али традиционални рендгенски снимци се не могу увијек наћи у тим детаљима. Тако је тим створио јединствено партнерство са Националном лабораторијом Лос Аламос (ЛАНЛ) у Новом Мексику ради генерисања слика високе резолуције користећи најсавременији неутронски скенер. Виллиамсон је први палеонтолог који је на овај начин сарађивао са лабораторијом, која има корене у нуклеарној одбрани. Партнерство показује како је нуклеарна технологија која би нас на крају могла избрисати као врсту такође створила иновације, попут овог неутронског скенера, које би нам могле помоћи да схватимо сопствено порекло као врсту.
Пре него што су диносауруси нестали, једна од најчешћих и најразличитијих група сисара који плахутају по планети била су бића слична глодавцима која се називају мултиитуберкулати. Неки од њих преживели су изумирање, мерећи величину малих мишева. Но, нове групе сисара такође су се почеле појављивати након изумирања и брзо су се промениле. "Прелазите са сисара величине мачке до нечега што је величине човека у око 300.000 година, што је врло брзо", каже Вилијамсон, напомињући да је овај брз темпо део онога што овај период чини посебно занимљивим, али и изазовним разумети.
Том Виллиамсон биљежи налаз фосила на свом пољском налазишту у сливу Сан Јуана, на сјеверозападу Новог Мексика. (Лаура Поппицк) Да бисмо стигли до места на којем је прво место, где је Вилијамсон пронашао мноштво доказа о овом животу, возимо се неколико сати северозападно од Албукеркија у мочваре базена Сан Јуана. Кад стигнемо, пролазимо кроз неплодна сива брда боје месечеве прашине која су некада била на обали реке. Сада еродирају на ветру, полако просипавајући остатке древног екосистема. Ово означава једно од најбољих места на свету за проналазак остатака сисара из овог временског периода, објашњава Вилијамсон, док се шећемо сравном депресијом где је имао нарочито среће у деценијама лова на фосиле.
Почињем да тренирам своје очи за фосиле усред шљунка на земљи и покупим комадић белкасто-сиве стијене величине моје шаке. Има усмерено зрно које, по мени, изгледа као да је кост. Показујем то Виллиамсону и он одмахује главом. „Само окамењено дрво“, каже, није импресионирано вишемилионско дрво претворено у камен као и ја.
Током наредних неколико сати, јаче тренирам очи и проналазим низ других фосила: корњачевих корњача, коже гуштера, љускица рибе и још много тога. Али оно што Виллиамсон заиста жели јесу сисари, посебно зуби и лобање животиња, укључујући Еоцонодон цорипхаеус - мали свејед који је величине мачке који је способан да се пење - и Пантоламбда Батхмодон, биљоједи величине оваца који се задржавао ближе земљи. Он има зубе и лобање, јер остали делови скелета сисара изгледају невероватно слично ако би еволуирали да би издржали исте услове окружења. "Та врста вас заварава да мислите да су у блиској вези када нису", објашњава Виллиамсон.
Али одређене структуре, укључујући и ушне кости, нису тако подложне овој такозваној конвергентној еволуцији, јер уши не могу тако лако да се отискују у околини као други делови тела, каже Виллиамсон. Ситне рупе у лобањи у којима крвни судови и нерви повезују мозак са остатком тела посебно су корисни идентификатори различитих врста, каже Мицхелле Спаулдинг, палеонтолог са Универзитета Пурдуе, северозапад у Вествиллеу, Индиана која је учествовала у истраживању. „Они могу створити врло дијагностичке обрасце у регији уха који нам помажу да идентификујемо којој ће групи животиња припадати“, напомиње она.
Али те рупе су сићушне и немогуће их је проучити голим оком, тако да ту партнерство тима са Националном лабораторијом Лос Аламос постаје пресудно за пројекат. Лаборатор користи неке од најјачих енергетских скенера рендгенских зрака и неутрона у свету који могу да генеришу неке од могућих слика највеће резолуције, каже Рон Нелсон, научник са инструмента у лабораторију Неутрон Сциенце Центер. Прошле године је тестирао неутронски скенер на великој лобањи диносаура са Виллиамсоном, успешно генерирајући скенирање лобање тиранносаура највише резолуције икада завршено. Са поуздањем у технологију, они су сада прешли на снимање мањих структура сисара.
Национална лабораторија у Лос Аламосу изграђена је 1943. за истраживање нуклеарне одбране повезане са Пројектом на Менхетну, напорима да се развије прво нуклеарно оружје током Другог светског рата. Од тада, он је све више проширио сарадњу са научницима, у распону од ботаничара до физичара, посебно у свом Неутронском научном центру који укључује акцелератор дугачак пола километра који ствара неутроне - неиспрањене честице које се налазе унутар атома, а које нуде слике у односу на електроне коришћене у Кс -раси.
Док Кс-зраке апсорбују и добри су у снимању густих материјала, неутрони детектују састав унутар атома, без обзира на густину. То значи да неутрони могу продирати кроз материјале и снимати слике које рендгенски зраци не могу. Класичан пример који демонстрира овај феномен је слика руже у оловној боци. "Неутрони су осетљивији на цвет, тако да можете да замислите цвет унутар олова", каже Нелсон.
Неутронско снимање има разне апликације у откривању експлозива и нуклеарног материјала. Али нуди и нова решења за снимање фосила који су заглављени унутар и заклоњени густим минералима у стенама. Разбијање фосила из стене уништило би узорак, па скенирање неутрона пружа научницима неразорну алтернативу - иако узорци постају радиоактивни током неког времена након скенирања, напомиње Виллиамсон. Његови узорци су обично безбедни за руковање након неколико дана, али остали материјали остају радиоактивни много дуже, зависно од њиховог састава.
Нелсон каже да је партнерство са палеонтолозима обострано корисно, јер изазива лабораторију за превазилажење нових проблема. „Унапређивањем наших техника на њиховим узорцима, побољшавамо способност коју имамо и за друге проблеме које покушавамо да решимо“, каже он.
Неутронско скенирање (лево) и рендгенско скенирање (десно) могу понудити бесплатне снимке за проучавање различитих компоненти фосила. (Национална лабораторија у Лос Аламосу) Поред скенирања фосила, тим ће проучити хемију зуба различитих врста како би сазнао више о клими у којој су живеле ове животиње. Тим ће такође проучити податке о молекуларним односима модерних сисара и њиховом односу према неким од ових изумрлих. врста. Ово помаже у пружању временске калибрације и скела за дрво, али молекуларни подаци и даље имају много празнина које је потребно попунити. Зато је тако важно извршити ове дубинске анализе фосила, каже Ањали Госвами, палеонтолог из Натурал-а Историјски музеј у Лондону који такође проучава рану еволуцију сисара, али није укључен у овај посао.
„Једна од најважнијих ствари је да изађете и потражите фосиле и потражите нове локације које нису добро схваћене“, каже она, напомињући да недовољно проучавани региони у Индији и Аргентини, на којима ради, такође могу помоћи у попуњавању празнина у загонетка ране еволуције сисара.
Породично стабло резултираће одскочном даском за истраживање више детаља о тим древним створењима, укључујући различите врсте пејзажа и окружења кроз које су лутали, каже Спаулдинг.
„Једном када схватимо како је све повезано, можемо почети постављати занимљивија питања о еволуцији сисара“, каже она.
