Звери до нас. Нерассказанная история происхождения млекопитающих

Этот процесс был не только разрушительным, но и очень медленным, особенно когда дело касалось крупных окаменелостей. Один палеонтолог потратил целых 25 лет на тщательное измельчение и описание только одной девонской ископаемой рыбы. Последовательное секционирование использовала и Зофья Келан-Яворовская – возможно, величайший палеонтолог всех времен – в изучении анатомии ископаемых млекопитающих мелового периода из Монголии (в следующих главах мы познакомимся с ней поближе).

Очевидно, что возможность запечатлеть внутреннюю структуру окаменелостей, не измельчая их в порошок, стала огромным шагом вперед. С 1980-х годов изображения КТ значительно улучшились, а методика стала более доступной. Первоначально палеонтологам приходилось искать промышленных или медицинских сотрудников, которые разрешили бы им воспользоваться аппаратурой. Сейчас в университетах и музеях нередко бывают свои сканеры. И теперь они не заполняют собой целое помещение, будучи размером примерно с кухонную плиту.

В изучении окаменелостей в основном используется микро-КТ. Эти сканеры мощнее медицинских и могут фокусироваться на объектах меньшего размера, но с гораздо более высоким разрешением, при этом рентгеновские лучи способны проникать даже сквозь более плотные материалы, например камень. Однако микро-КТ разрушительнее для органических тканей, поэтому ее нельзя использовать на людях, поскольку это чревато повреждением тканей.

Эти аппараты напоминают микроволновые печи, с толстыми внешними корпусами для удержания рентгеновских лучей и раздвижной дверцей с крошечным коричневым окошком спереди. Внутри окаменелость устанавливается на крутящемся столе, с одной стороны находится похожий на пистолет рентгеновский генератор, а с другой – детектор. Он улавливает различные проекции рентгеновских лучей и отправляет их на компьютер для дальнейшей обработки.

Синхротрон – это микро-КТ, но выкрученная на максимальную мощь. Суперсканер более сильный, умный и интенсивный. Он приходит на выручку в тех случаях, когда обычная компьютерная томография не справляется. Синхротрон обеспечивает более интенсивный пучок рентгеновских лучей, который лучше проникает сквозь материалы и быстрее дает результаты. Он легче распознает материалы, которые трудно отличить с помощью обычной микрокомпьютерной томографии. Например, цементные кольца, по которым исследователи определили возраст первых млекопитающих (см. предыдущую главу), можно увидеть только на синхротроне. Микро-КТ – это старая «мыльница», а синхротрон – навороченная «зеркалка». Разрешение у него, как и у мегапикселей камеры, больше, а значит, исследователи могут рассматривать в деталях гораздо меньшие объекты.

Как и в случае с фотографией, даже хорошее оборудование не обещает отличных результатов. Надо уметь выставлять экспозицию, настраивать продолжительность сканирования, расстояние до образца и много других характеристик в соответствии со сканируемым материалом – все это требует навыков. Кроме того, стоит учитывать стоимость оборудования, время сканирования (которое часто оплачивается почасово или ежедневно) и то, как непросто получить доступ к синхротрону.

Нельзя просто засунуть истлевшие кости в сканер и надеяться на чудо. Но если правильно все настроить, чудо все же случится.

Поскольку я уже вторую ночь ложусь спать только после двух часов ночи, даже красные кнопки растеряли свою прелесть. Я падала на подушку, как свинцовый груз на морское дно. Осадок прошедшего дня медленно оседал, пока я пыталась заснуть.

Ископаемые с острова Скай постепенно проявляют себя, но многие тысячи проекций (отдельных изображений), скопившихся в ID19, пока были всего лишь кодом. Пройдут месяцы, прежде чем Фернандес вышлет мне окончательные снимки. Сначала он реконструирует сделанные нами проекции, затем, поскольку окаменелости были слишком большими, чтобы запечатлеть их за один раз, он объединит многочисленные снимки. После он подготовит срезы, необходимые для следующего этапа реконструкции: цифровой сегментации. На это уйдет еще не один месяц.

Да, окаменелости можно изучать и при помощи одной только компьютерной томографии, но цифровая сегментация, вот она по-настоящему преобразила нашу науку. В ходе этого процесса срезы помещают в программу для превращения в трехмерный объект – компьютерный эквивалент восковых моделей Солласа. Если вы посмотрите на удивительные изображения отсканированных окаменелостей, то увидите сегментированные цифровые реконструкции, а не исходные данные сканирования.

Цифровая реконструкция окаменелостей – это отчасти компьютерный процесс, отчасти искусство. Ее можно в значительной степени автоматизировать с помощью встроенных программных средств. Многие из них основаны на преобразовании значений оттенков серого в 3D-объект. Выбрав нужные вам значения оттенков серого, вы можете автоматически выделить ископаемое из окружающей породы. Почти то же самое, что использовать формочку для печенья.