利用原子探针断层显微镜首次区分恐龙生前信息与化石化痕迹
提高食物、栖息地及迁徙路径复原准确度……为古生物研究开辟新路径
恐龙吃什么,又生活在哪里?韩国研究团队对1.18亿年前的恐龙牙齿进行了原子级分析,提出了一种新分析方法,可更准确地复原恐龙的食性、栖息地及迁徙路径。
高丽大学29日表示,该校新材料工程系教授 Kim Seho 团队与首尔大学基础科学研究院博士 Lee Sungjin、德国马克斯·普朗克环境友好材料研究所博士 Jang Gyuseon 共同成功在原子尺度上分析了白垩纪肉食性鲨齿龙科恐龙的牙齿化石。
对在庆尚南道河东朱旨岛发掘、距今约1.18亿年的白垩纪鲨齿龙类恐龙牙齿进行原子探针断层显微镜分析的结果。研究团队成功在原子层面区分了牙釉质中保存恐龙生存时期化学信息的区域与化石化过程中发生变质的区域。研究团队供图
View original image恐龙牙齿中以同位素形式保留着其生前摄取的食物、饮用的水以及生活地区的痕迹。碳和氮是推测食物及其在食物链中位置的依据,锶则可为判断栖息地和迁徙路径提供线索。然而,化石在地下掩埋数千万年的过程中,地下水和矿物成分会渗入其中,与原始信息混合,成为一大问题。
研究团队利用可分析单个原子位置和成分的原子探针断层显微镜,对在庆尚南道河东住持岛下山洞层发现的一颗约1.18亿年前恐龙牙齿进行了分析。
分析结果显示,牙齿外层的牙釉质相对较好地保留了生前的晶体结构,而内部牙本质则在化石化过程中发生了严重变质。研究团队首次成功在原子层面区分牙釉质中保留恐龙生前化学信息的区域,以及化石化后发生变质的区域。
此前,研究往往将这两类区域一并分析,因此可能错误解读恐龙的食物、生活环境和迁徙路径。本研究提出了仅筛选生前信息进行分析的方法,为更准确复原恐龙生态奠定了基础。
研究团队合影。从左起:高丽大学新材料工程系教授 Kim Seho(通讯作者)、首尔大学基础科学研究院博士 Lee Seongjin(通讯作者)、德国马克斯·普朗克可持续材料研究所博士 Jang Gyuseon(第一作者)。高丽大学供图
View original image研究团队预计,未来若结合高精度同位素分析,不仅能复原恐龙的食物和迁徙路径,还可复原当时的气候与生态环境。研究人员还表示,该方法有望拓展至通过铀、铅同位素分析直接测定化石形成时期的研究。
高丽大学教授 Kim Seho 表示:“这是首次通过原子级分析区分恐龙存活时期的信息与化石化过程中产生变化的案例。预计仅凭恐龙化石的微小碎片,也将开辟复原数千万年前恐龙生活史的新研究领域。”
本研究成果发表于显微镜与微分析领域国际学术期刊《Microscopy and Microanalysis》。
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