Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
М. Будыка
Почему наномашины уже созданы, а нанокомпьютер еще нет?


Н. Бостром
«Искусственный интеллект». Глава из книги


А. Казанцева
Спасти рядового Алекса


Р. Фишман
Золото науки


М. Кумар
«Квант». Глава из книги


Н. Резник
Человекообразные обезьяны постигли теорию разума


Д. Мамонтов
Глаз Солнца


Д. Мамонтов
Межзвёздный полёт Breakthrough Starshot: проект Мильнера и Хокинга


С. Ястребов
«Волшебная пуля» Гая Генри Фаже


В. Мацарский
Математически выверенный способ легально установить диктатуру в США







Главная / Новости науки версия для печати

Рентгеновская микрорадиография позволяет изучать содержимое непрозрачного янтаря


Заключенный в прозрачном балтийском янтаре голотип (то есть главный типовой экземпляр, по которому был описан новый вид) древнего жука-блестянки Omositoidea gigantea, описанного в 1892 году (хранится в коллекции Гамбургского университета). Голотип представляет собой главный образец вида (ископаемого или современного). Принадлежность других экземпляров к этому виду с той или иной степенью точности можно установить по его описанию, но эталоном вида служит не описание, а голотип. Сравнивая те или иные экземпляры с голотипом, можно делать наиболее обоснованные выводы о том, относятся ли эти экземпляры к данному виду. Фото © H. Teylor с сайта www.zin.ru
Заключенный в прозрачном балтийском янтаре голотип (то есть главный типовой экземпляр, по которому был описан новый вид) древнего жука-блестянки Omositoidea gigantea, описанного в 1892 году (хранится в коллекции Гамбургского университета). Голотип представляет собой главный образец вида (ископаемого или современного). Принадлежность других экземпляров к этому виду с той или иной степенью точности можно установить по его описанию, но эталоном вида служит не описание, а голотип. Сравнивая те или иные экземпляры с голотипом, можно делать наиболее обоснованные выводы о том, относятся ли эти экземпляры к данному виду. Фото © H. Teylor с сайта www.zin.ru

Янтарь — это застывшая и химически видоизменившаяся за миллионы лет смола древних деревьев. Многие образцы янтаря содержат инклюзы — остатки утонувших в смоле организмов или их фрагментов. Инклюзы обычно не сохраняют ни окраски, ни черт внутреннего строения ископаемых организмов, но сохраняют до мельчайших деталей особенности их внешнего строения. Палеонтологи описали по заключенным в янтаре остаткам множество видов насекомых и других ископаемых организмов. Но до недавнего времени успешно исследовать удавалось лишь инклюзы, содержащиеся в прозрачном янтаре. Между тем значительная доля янтаря из всех месторождений (в разных месторождениях разная) представлена непрозрачными образцами. Французские исследователи применили для изучения заключенных в непрозрачном янтаре ископаемых остатков один из методов рентгеновской микрорадиографии. Этот метод позволил им создать детальные трехмерные изображения невидимых инклюзов. Применение подобных методов даст палеонтологам возможность успешно работать с инклюзами, которые раньше были недоступны для изучения.

Образцы непрозрачного шарантского янтаря. Фото с сайта www.spiegel.de
Образцы непрозрачного шарантского янтаря. Фото с сайта www.spiegel.de

Янтарь представляет собой застывшие и химически преобразовавшиеся за миллионы лет сгустки смолы древних деревьев. Смола позволяет деревьям защищать повреждения тканей от проникновения вредных насекомых и возбудителей болезней. Большие количества смолы могут выделяться, в частности, после того как у дерева ломается ветка, например от ветра. Выделившаяся смола постепенно застывает. Но застывшая смола — это еще не янтарь. Для того чтобы она стала янтарем, должно пройти несколько миллионов лет, и застывшая смола в это время должна находиться в определенных условиях. При этом содержащиеся в ней терпены и некоторые другие органические вещества образуют сложные полимеры, которые и составляют основу янтаря. Незрелый янтарь, то есть застывшая древесная смола, еще не превратившаяся в янтарь, называется копал (этот термин происходит от ацтекского слова, означающего «благовоние»).

a — изображение фрагмента непрозрачного янтаря, полученное с помощью поглощающей микрорадиографии (absorption microradiography); b — изображение того же фрагмента, полученное с помощью пропускающей фазово-контрастной микрорадиографии (propagation phase contrast microradiography) — метода, позволяющего создавать трехмерные модели заключенных в непрозрачном янтаре ископаемых организмов. Фото © M. Lak, P. Tafforeau, D. Néraudeau с сайта www.esrf.eu
a — изображение фрагмента непрозрачного янтаря, полученное с помощью поглощающей микрорадиографии (absorption microradiography); b — изображение того же фрагмента, полученное с помощью пропускающей фазово-контрастной микрорадиографии (propagation phase contrast microradiography) — метода, позволяющего создавать трехмерные модели заключенных в непрозрачном янтаре ископаемых организмов. Фото © M. Lak, P. Tafforeau, D. Néraudeau с сайта www.esrf.eu

Во многих фрагментах янтаря содержатся ископаемые остатки древних организмов, некогда утонувших в древесной смоле. Такие остатки называют инклюзы («включения»). Инклюзы прекрасно сохраняют форму, до мельчайших подробностей, хотя обычно теряют окраску, а их содержимое по большей части разлагается. По инклюзам описано множество древних живых организмов. Древнейшие инклюзы относятся к нижнему мелу (то есть к раннему этапу мелового периода, около 145–100 млн лет назад). Самые известные залежи янтаря находятся в Прибалтике и некоторых других районах Восточной Европы (балтийский янтарь) и в Доминиканской республике (доминиканский янтарь). Балтийский янтарь образовался, преимущественно, из смолы одного из древних видов сосны (Pinus succinifera), а доминиканский — из смолы одного из видов деревьев рода гименея (Hymenaea protera) семейства бобовых. Балтийский янтарь образовался в середине палеогена (периода, следующего за меловым, около 65–25 млн лет назад), а доминиканский — в начале неогена (следующего периода, 25–2 млн лет назад).

Вверху и внизу на экране: виртуальная трехмерная модель ранее неизвестного науке насекомого из семейства Falciformicidae (отряд перепончатокрылые, Hymenopetera). Внизу: сотрудник Европейского центра синхротронного излучения Поль Таффоро (Paul Tafforeau) держит в руках объемную пластиковую «распечатку» этой модели. Когда новый вид будет описан, пластиковая модель будет храниться в музее наряду с голотипом этого вида, заключенным в непрозрачном янтаре и труднодоступным для изучения. Фото с сайта news.bbc.co.uk
Вверху и внизу на экране: виртуальная трехмерная модель ранее неизвестного науке насекомого из семейства Falciformicidae (отряд перепончатокрылые, Hymenopetera). Внизу: сотрудник Европейского центра синхротронного излучения Поль Таффоро (Paul Tafforeau) держит в руках объемную пластиковую «распечатку» этой модели. Когда новый вид будет описан, пластиковая модель будет храниться в музее наряду с голотипом этого вида, заключенным в непрозрачном янтаре и труднодоступным для изучения. Фото с сайта news.bbc.co.uk

По инклюзам из янтаря описано множество видов ископаемых организмов. Особенно часто встречаются в янтаре насекомые. Инклюзы нередко можно исследовать с помощью обычных световых микроскопов. Для этого достаточно хорошо отполировать образец янтаря.

Двумерные изображения трехмерных моделей ископаемых организмов, заключенных в непрозрачном янтаре: a — брюхоногий моллюск из семейства Ellobiidae; b — многоножка из семейства Polyxenidae; c — паук; d — побег голосеменного растения из рода Glenrosa; e — равноногое ракообразное из рода Ligia; f — перепончатокрылое насекомое из семейства Falciformicidae. Фото © M. Lak, P. Tafforeau, D. Néraudeau с сайта www.esrf.eu
Двумерные изображения трехмерных моделей ископаемых организмов, заключенных в непрозрачном янтаре: a — брюхоногий моллюск из семейства Ellobiidae; b — многоножка из семейства Polyxenidae; c — паук; d — побег голосеменного растения из рода Glenrosa; e — равноногое ракообразное из рода Ligia; f — перепончатокрылое насекомое из семейства Falciformicidae. Фото © M. Lak, P. Tafforeau, D. Néraudeau с сайта www.esrf.eu

Но янтарь, к сожалению, далеко не всегда бывает прозрачным. Во многих месторождениях значительная (нередко большая) часть янтаря представлена его непрозрачными разновидностями. До недавнего времени непрозрачные образцы янтаря было сложно, почти невозможно использовать в палеонтологических исследованиях. Инклюзы в таком янтаре не видны и, как и любые инклюзы, не поддаются извлечению.

Проникнуть в тайны непрозрачного янтаря позволил метод пропускающей фазово-контрастной микрорадиографии (propagation phase contrast microradiography) — один из методов синхротронной рентгеновской микрорадиографии. Этот метод позволяет создавать трехмерные модели недоступных видимому свету объектов, просвечивая образцы высокоэнергетическими рентгеновскими лучами, испускаемыми синхротроном, и анализируя полученные изображения с помощью компьютера. Этот метод впервые применили для изучения инклюзов, содержащихся в непрозрачном янтаре, французские исследователи из Университета Ренна (Université de Rennes), столицы Бретани, и Европейского центра синхротронного излучения (European Synchrotron Radiation Facility) в Гренобле. Изучив с помощью этой методики около двух килограмм образцов непрозрачного янтаря из месторождений в низовьях реки Шаранты (Charente) на юго-западе Франции (этот янтарь образовался в середине мелового периода, около 100 млн лет назад), исследователи обнаружили и смоделировали более 300 инклюзов, представляющих собой ископаемые остатки различных насекомых, паукообразных и растений. Современные технологии позволяют не только рассматривать полученные трехмерные изображения на экране компьютера, но и «распечатывать» их, получая осязаемые пластиковые модели с помощью специального трехмерного принтера.

Этот метод дает палеонтологам возможность работать с инклюзами, которые до недавнего времени были недоступны для изучения. Некоторые месторождения янтаря содержат преимущественно его непрозрачные формы. В частности, в низовьях Шаранты и в ряде других мест захоронения мелового янтаря доля непрозрачного янтаря составляет около 80%. Синхротронная микрорадиография делает доступными для детального изучения многие тысячи инклюзов, о существовании которых до недавнего времени можно было только догадываться.

Источник: ESRF X-rays reveal clues about life 100 million years ago trapped in opaque amber (пресс-релиз Европейского центра синхротронного излучения).

Cм. также:
1) Jonathan Amos. Secret "dino bugs" revealed // BBC News, 01.04.2008.
2) M. Lak, D. Néraudeau, A. Nel, P. Cloetens, V. Perrichot, P. Tafforeau. Phase contrast X-ray synchrotron imaging: opening access to fossil inclusions in opaque amber // Microscopy and Microanalysis (в печати, doi: 10.1017/S1431927608080264).

Петр Петров


Комментировать



Последние новости: ПалеонтологияПетр Петров

17.01
Ученые разгадали тайну хиолитов — загадочных палеозойских животных
12.12
Найденный в янтаре оперенный хвост динозавра вряд ли годился для полета
20.10
Европейские зубры появились еще в плейстоцене
18.10
Ископаемые пчелиные гнезда рассказали об условиях жизни австралопитека
16.09
В эоценовых отложениях найдена змея, проглотившая ящерицу с жуком в желудке
12.09
У древних четвероногих было долгое детство
05.09
Найдены строматолиты возрастом 3,7 млрд лет — древнейшие следы жизни на Земле
07.07
В бирманском янтаре мелового периода найден вымерший убийца пауков
08.06
Новые древние остатки людей с острова Флорес говорят о родстве «хоббитов» с эректусами
24.05
Клещи ездили на насекомых уже 320 миллионов лет назад

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Дмитрий Сутормин, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2017 I  2016 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Индикатор», «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия