Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) и Уральского федерального университета (УрФУ) провели компьютерную томографию черепов пещерных гиен, обнаруженных в Хакасии и хранящихся в Институте археологии и этнографии СО РАН. Полученные 3D-модели позволят палеонтологам реконструировать внутреннее строение черепной коробки, оценить особенности строения мозга вымерших животных и приблизиться к пониманию их поведения.
Исследование останков пещерных гиен стало частью масштабного проекта российских палеонтологов. Работу ведут ученые УрФУ совместно с коллегами из других научных центров. Находки из Хакасии изучали в НГУ с помощью томографа, расположенного в Новосибирске, — перевозка хрупких черепов не потребовалась. Другие материалы исследовали в Екатеринбурге и Санкт-Петербурге.
Пещерные гиены были широко распространены в Евразии в плейстоцене и играли важную роль в экосистемах мамонтовых степей. Их часто считают вымершим подвидом пятнистой гиены — Crocuta crocuta spelaea, хотя классификация до сих пор обсуждается. К концу позднего плейстоцена они исчезли на фоне радикальных изменений холодных степных ландшафтов. Изучение этих животных помогает воссоздать не только их облик, но и структуру древних экосистем, пищевые цепи, природные условия и причины вымирания целых сообществ.
Для исследования использовали компьютерный томограф Лаборатории ядерной и инновационной медицины Физического факультета НГУ. В отличие от традиционного осмотра, метод позволяет заглянуть внутрь черепа, не разрушая и не распиливая ископаемые кости. При этом специалисты получают подробную цифровую модель, на которой можно исследовать внутренние полости, строение зубов, следы травм, особенности костной ткани и другие параметры.
Самое ценное — мы можем косвенно узнать особенности поведения животных. У гиен отдельные отделы мозга коррелируют с социальным поведением.
Черепная коробка сохраняет форму мозга, поэтому по ее внутренней поверхности ученые создают цифровой слепок — эндокран, позволяющий изучить конфигурацию мозга, размеры его отделов и различия между особями. Эти данные сравнивают с современными и ископаемыми гиенами. В рамках проекта уже исследованы шесть черепов пещерных гиен возрастом 40−45 тысяч лет. По словам ученых, в мире ранее проводилось около десяти подобных работ, так что новые данные значительно расширяют базу для сравнений. Научная публикация с результатами ожидается в следующем году.
Некоторые из исследованных черепов принадлежали молодым особям, что позволяет изучать, как изменялось строение мозга пещерных гиен в ходе роста. Сравнение с взрослыми особями поможет понять особенности развития нервной системы и возрастные сдвиги в поведении.
Техническую часть в НГУ выполнила Ульяна Кречетова из Лаборатории ядерной и инновационной медицины Физического факультета НГУ. Для анализа древних костей применялись специальные настройки томографа, минимизирующие артефакты и обеспечивающие четкое изображение плотных структур.
Томография обеспечивает получение 3D-реконструкции черепа, что дает возможность исследовать его скрытые полости, не прибегая к вскрытию или разрушению биоматериала.
Томография позволяет не только реконструировать внутреннюю полость черепа, но и определять возраст животного, оценивать состояние зубов, выявлять старые переломы и другие прижизненные повреждения. Лаборатория НГУ уже использовала этот метод для изучения останков мамонтов и шерстистых носорогов. Хотя оборудование применяется и в медико-биологических исследованиях современных животных, работа с ископаемыми требует особых протоколов сканирования — для них допустимы более высокие параметры съемки, поскольку отсутствуют ограничения по радиационной безопасности.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в Сибири провели КТ челюстей шерстистого носорога.