Палеогистология — это наука о микроструктуре окаменелых скелетных тканей , дающая представление о биологии , закономерностях роста и физиологии вымерших организмов .
Несмотря на распад органических компонентов , неорганические элементы кости сохраняют критические структуры, такие как лакуны остеоцитов , сосудистые каналы и коллагеновые волокна . Эта узкоспециализированная область палеонтологии дает представление о жизни вымерших животных , включая историю роста и возраст смерти. [1] [2] [3] [4]
Микроскопическое исследование биологических тканей восходит к 1828 году, когда Генри Уитхэм и Уильям Николь впервые применили методы исследования окаменелых стволов деревьев под микроскопом. Впоследствии Луи Агассис применил эти методы к ископаемым позвоночным. В 1849 году Джон Томас Куекетт опубликовал основополагающую работу, в которой подробно описывалась гистологическая структура кости у различных групп позвоночных , заложив основу для дальнейших исследований. [5]
Гидеон Мантелл внес значительный вклад в палеогистологию в середине 19 века. В 1850 году Мантелл предоставил первое четкое описание микроструктуры костей динозавров , включая тонкие срезы «спинного дермального позвоночника» гилерозавра и плечевой кости пелорозавра . [6] [7] Эти наблюдения ознаменовали поворотный момент в изучении древних тканей , подчеркнув сохранение сложных структур в окаменелых костях.
На протяжении XX века технологические достижения произвели революцию в палеогистологии. Внедрение твердых пластиковых смол , лезвий микротомов из карбида вольфрама и пил с алмазным краем позволило исследователям производить более тонкие срезы и проводить более подробный анализ минерализованных тканей . Эти инновации расширили сферу палеогистологических исследований, облегчив изучение полностью минерализованных образцов костей.
В 1960-х и 1970-х годах Арман де Риклес добился значительных успехов в палеогистологии, сопоставив гистологические особенности со скоростью роста и тепловой физиологией вымерших организмов . Опираясь на неонтологические наблюдения, де Риклес продемонстрировал, что аваскулярная кость откладывается медленнее, чем сосудистая кость, что имеет значение для понимания физиологии вымерших таксонов . Его работа по гистологии костей динозавров предположила физиологическое сходство между динозаврами и теплокровными птицами , что бросило вызов преобладающим представлениям о физиологии рептилий .
Недавние исследования в области палеогистологии расширили наше понимание древних тканей, сосредоточившись на количественном анализе, сравнительной гистологии и междисциплинарных подходах. Текущие исследования продолжают открывать новые идеи о биологии и эволюции вымерших организмов, используя достижения в области технологий визуализации и аналитических методов . [8]
Палеогистологи используют различные методы для изучения древних тканей, включая тонкие срезы , гистологическое окрашивание и микроскопию . Тонкие срезы включают в себя нарезку срезов окаменелой костной или зубной ткани, которые затем помещаются на предметные стекла и изучаются под микроскопом. Методы гистологического окрашивания позволяют исследователям визуализировать различные типы тканей, такие как кость , хрящ и зубы, в то время как микроскопия позволяет детально исследовать клеточные структуры. [9]
Недавние достижения в области технологий визуализации, такие как конфокальная микроскопия и синхротронное излучение , произвели революцию в палеогистологии, обеспечив более высокое разрешение изображений и неразрушающий анализ ископаемых образцов. [10 ]
Палеогистология имеет разнообразные приложения в палеонтологии , эволюционной биологии и смежных областях. Анализируя микроструктуру окаменелых тканей , палеогистологи могут делать выводы о темпах роста, скорости метаболизма и физиологических адаптациях вымерших организмов . Эта информация способствует нашему пониманию эволюции позвоночных , включая происхождение полета у птиц, эволюцию размножения млекопитающих и разнообразие стратегий роста динозавров [10] . [2]
Кроме того, палеогистологические данные могут дать представление о палеоэкологической динамике, такой как демография населения , предпочтения в среде обитания и реакции на изменение окружающей среды. Реконструируя прошлые среды и экосистемы , палеогистология помогает ученым понять долгосрочные последствия изменения климата , массовых вымираний и других эволюционных процессов. [2]