En junio de 2019, un equipo internacional trajo el cráneo completo del esqueleto Little Foot Australopithecus de 3.67 millones de años de Sudáfrica al Reino Unido y logró una resolución de imagen sin precedentes de sus estructuras óseas y dentición en un sincrotrón de rayos X-investigación basada en el sincrotrón nacional del Reino Unido, Diamond Light Source. El trabajo de rayos X se destaca en un nuevo artículo en e-Life, publicado hoy 2 de marzo de 2021 que se centra en las características craneodentales internas de Little Foot. La notable integridad y la gran edad del esqueleto de Little Foot lo convierten en un espécimen de importancia crucial en la investigación de los orígenes humanos y un candidato principal para explorar la evolución humana a través de la alta-análisis virtual de resolución.
Para recuperar los detalles más pequeños posibles de un fósil bastante grande y muy frágil, el equipo decidió tomar imágenes del cráneo utilizando micro tomografía computarizada de rayos X de sincrotrón en la línea de luz I12 en Diamond, revelando nueva información sobre la evolución y los orígenes humanos. Este artículodescribe los resultados preliminares de la investigación basada en sincrotrón de rayos X de la dentición y los huesos del cráneo es decir, la bóveda craneal y la mandíbula.
La autora principal e investigadora principal, Dra. Amelie Beaudet, Departamento de Arqueología, Universidad de Cambridge e investigadora honoraria en la Universidad de Witwatersrand Universidad de Wits explica: "Tuvimos la oportunidad única de observar los detalles más finos de la anatomía craneodentaldel cráneo del Pie Pequeño. Al escanearlo, no sabíamos qué tan bien se conservarían las estructuras más pequeñas en este individuo, que vivió hace más de 3,5 millones de años. Así que, cuando finalmente pudimos examinar las imágenes, todos estábamosmuy emocionada y conmovida al ver por primera vez detalles tan íntimos de la vida de Little Foot. Las microestructuras observadas en el esmalte indican que Little Foot sufrió dos claros períodos de estrés alimentario o enfermedad cuando era niña ".
El equipo también pudo observar y describir los canales vasculares que están encerrados en el hueso compacto de la mandíbula. Estas estructuras tienen el potencial de revelar mucho sobre la biomecánica de la alimentación en este individuo y su especie, pero también de manera más ampliasobre cómo se remodeló el hueso en Little Foot El patrón de ramificación de estos canales indica que tuvo lugar una remodelación, tal vez en respuesta a cambios en la dieta, y que Little Foot murió cuando era un individuo mayor.
El equipo también observó canales diminutos es decir, menos de 1 mm en la caja del cerebro que posiblemente estén involucrados en la termorregulación del cerebro es decir, cómo enfriar el cerebro. El tamaño del cerebro aumentó dramáticamente a lo largo de la evolución humana aproximadamente tres veces y, debido a que el cerebro es muy sensible a los cambios de temperatura, es de gran interés comprender cómo evoluciona la regulación de la temperatura. La Dra. Amelie Beaudet agrega: "Tradicionalmente, ninguna de estas observaciones hubiera sido posible sin cortar el fósil en rodajas muy finas, pero con la aplicaciónde la tecnología de sincrotrón, se está desarrollando un nuevo y apasionante campo de la histología virtual para explorar los fósiles de nuestros ancestros lejanos ".
El Dr. Thomas Connolley, científico principal de Beamline en Diamond, comentó: "Los aspectos importantes de la biología de los homínidos primitivos siguen siendo objeto de debate, o simplemente se desconocen. En ese contexto, las técnicas de obtención de imágenes de rayos X de sincrotrón como la microtomografía tienen el potencial de revelar de manera no destructiva detalles cruciales sobreel desarrollo, fisiología, biomecánica y taxonomía de especímenes fósiles. El cráneo de Little Foot también se escaneó utilizando el instrumento de neutrones IMAT adyacente en ISIS Neutron y Muon Source, combinando técnicas de imágenes de rayos X y neutrones en una visita al Reino Unido.volumen de información recopilada, estamos ansiosos por hacer más descubrimientos en las exploraciones complementarias de rayos X y tomografía de neutrones ".
Las aplicaciones de las técnicas analíticas basadas en sincrotrón de rayos X en estudios evolutivos han abierto nuevas vías en el campo de la paleo antropología. En particular, la microtomografía de sincrotrón de rayos X ha demostrado ser de enorme utilidad para observar las estructuras anatómicas más pequeñas enfósiles que tradicionalmente solo se ven cortando los huesos y observándolos con un microscopio. Durante la última década, se han realizado más estudios en paleoantropología que utilizan radiación de sincrotrón para investigar las huellas dentales y cerebrales en homínidos fósiles. Sin embargo, escanear un cráneo completocomo el de Little Foot y con el objetivo de revelar detalles muy pequeños utilizando una resolución muy alta fue bastante desafiante, pero el equipo logró desarrollar un nuevo protocolo que lo hizo posible. Para recuperar los detalles más pequeños posibles de un tamaño bastante grande y muyfósil frágil, el equipo decidió tomar imágenes del cráneo utilizando micro tomografía computarizada de rayos X de sincrotrón en la línea de luz I12 en Diamond.
Investigador principal y profesor asociado, Prof. Dominic Stratford, Universidad de Witwatersrand Universidad de Wits, Facultad de Geografía, Arqueología y Estudios Ambientales dice: "Este nivel de resolución nos proporciona una evidencia notablemente clara de la vida de esta persona. CreemosTambién habrá un aspecto evolutivo enormemente significativo, ya que estudiar este fósil con tanto detalle nos ayudará a comprender de qué especie evolucionó y en qué se diferencia de otras encontradas en un momento similar en África. Este es solo nuestro primer artículo, así que mira estoespacio. Si los fondos lo permiten, esperamos poder llevar otras partes de Little Foot a Diamond ", y agregó :
"Esta investigación se centró en llevar el cráneo de Australopithecus mejor conservado a la mejor instalación de sincrotrón para nuestros propósitos. Tradicionalmente, los homínidos se han analizado midiendo y describiendo las formas exteriores de sus huesos fosilizados para evaluar en qué se diferencian entreEl desarrollo de sincrotrones y los recursos microCT significa que ahora podemos observar virtualmente estructuras dentro de los fósiles, que contienen una gran cantidad de información. Más recientemente, la tecnología se ha desarrollado hasta tal punto que ahora podemos explorar virtualmente estructuras histológicas diminutas en tres dimensiones, abriendo nuevas vías para nuestra investigación ".
Los primeros huesos del fósil Little Foot fueron descubiertos en las cuevas de Sterkfontein, al noroeste de Johannesburgo, por el profesor Ron Clarke de la Universidad de Witwatersrand en 1994. En 1997, tras su descubrimiento de la ubicación del esqueleto, el profesor Clarke ySu equipo pasó más de 20 años quitando minuciosamente el esqueleto en etapas de la brecha de la cueva similar al concreto usando una pequeña marca de aire una aguja vibratoria. Después de limpiar y reconstruir, el esqueleto se dio a conocer públicamente en 2018. Wits University es el custodio de laStW 573, Pie Pequeño, fósil.
El profesor Ron Clarke, el científico británico con sede en Sudáfrica que descubrió y excavó Little Foot y realizó todos los primeros exámenes del fósil, también formó parte del equipo de investigación y concluye: "Nos ha llevado 23 años llegar a estoEste es un nuevo capítulo emocionante en la historia de Little Foot, y este es solo el primer artículo resultante de su primer viaje fuera de África. Constantemente estamos descubriendo nueva información a partir de la gran cantidad de nuevos datos que se obtuvieron. Esperamos que este esfuerzoconducir a más fondos para continuar nuestro trabajo. Nuestro equipo y PASADO * enfatizan que toda la humanidad ha tenido una ascendencia compartida desde hace mucho tiempo en armonía con el mundo natural, y que aprender de esos primeros ancestros nos da una perspectiva sobre la necesidad de conservar la naturaleza ynuestro planeta."
Este artículo es el primero de lo que se espera que sea una serie de artículos resultantes de la gran cantidad de datos de los investigadores principales de la Universidad de Witwatersrand en Sudáfrica, la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, co-investigadores del Museo de Historia Natural yDiamond pudo beneficiarse de su colaboración. Little Foot también se sometió a imágenes de neutrones en ISIS Neutron y Muon Source de STFC al mismo tiempo que el trabajo realizado en Diamond Light Source, proporcionando un acceso sin precedentes a técnicas de imágenes avanzadas complementarias. Los neutrones se absorben de manera muy diferente aRayos X por las partes interiores del fósil gracias a la sensibilidad de los neutrones a ciertos elementos químicos. A pesar de tener una resolución espacial más gruesa, la tomografía de neutrones a veces puede diferenciar entre diferentes componentes mineralógicos para los que el contraste es muy bajo para los rayos X.
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Materiales proporcionado por Fuente de luz de diamante . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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