जीवाश्म रिकॉर्ड के सबसे प्राचीन हड्डी को प्रकट करने के लिए एक्स-रे प्रकट होता है

400 मिलियन साल पहले, दुनिया के महासागरों में एक अजीब, बिना मछली की मछली तैरती थी। इस मछली के पास एक लचीला कंकाल था - एक अजीब, हड्डी जैसी सामग्री, जो वर्तमान की हड्डी की तरह नहीं थी - जिसने वर्गीकरण को तबाह कर दिया है क्योंकि इसके मूल मालिक की मृत्यु लाखों साल पहले हुई थी। मंगलवार को, एक अध्ययन में प्रकृति पारिस्थितिकी और विकास यह रिपोर्ट करता है कि हम आखिरकार क्या है।यह पूरे जीवाश्म रिकॉर्ड में हड्डी का सबसे प्राचीन उदाहरण है।

इस प्राचीन मछली में देखा जाने वाला कंकाल सामग्री - हेटेरोस्ट्रेन्स नामक एक समूह का हिस्सा है - इसे एस्पिडिन कहा जाता है, लेखक इसे कहते हैं। यह सामग्री, लेखक जोसेफ कीटिंग, पीएचडी, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के एक जीवाश्म विज्ञानी के बारे में बताती है, को चिह्नित करना लगभग असंभव है क्योंकि यह चार ऊतक प्रकारों में से किसी से मिलता-जुलता नहीं है - हड्डी, उपास्थि, डेंटाइन, और तामचीनी: जो वर्तमान में हड्डियों और दांतों को बनाते हैं। जब जीवविज्ञानियों ने पहले एक माइक्रोस्कोप के तहत एस्पिडिन जीवाश्मों की जांच की, तो वे एक टूटी हुई शाखाओं वाली संरचना को खोजने के लिए हैरान थे।

आज हम जिस प्रकार की हड्डी को जानते हैं, वह एक खुर्दबीन के नीचे नहीं है, इसलिए यह पता लगाना कठिन है कि क्या वास्तव में एस्पिडिन हड्डी थी। "160 साल के लिए, वैज्ञानिकों ने सोचा है कि अगर एस्पिडिन खनिजयुक्त ऊतकों के विकास में एक संक्रमणकालीन अवस्था है," कीटिंग कहते हैं। लेकिन उनकी टीम के हेट्रोस्ट्रैकन जीवाश्मों के विस्तृत एक्स-रे ने सबूत दिखाया कि वे हड्डी के विकास के एक महत्वपूर्ण चरण का प्रतिनिधित्व करते हैं: बहुत पहले।

हड्डी का एक प्रमुख घटक कोलेजन की तरह प्रोटीन का एक "कार्बनिक मैट्रिक्स" है, जो खनिजों को एक पाड़ बनाने के लिए एक साथ आता है, जो अन्यथा स्पंजी ऊतक को कठिन बना देता है। स्वाभाविक रूप से, जिन हड्डियों का हम उपयोग कर रहे हैं, यह मैट्रिक्स आमतौर पर उन ट्यूबों में संरचित होती है जो हैं रैखिक, जो हड्डी को खनिज बनाने के लिए आवश्यक माना जाता है।

एस्पिडिन की प्रतीत होने वाली क्राइस-क्रॉस संरचना के कारण, शोधकर्ताओं ने पहले निष्कर्ष निकाला कि यह मैट्रिक्स के उन खनिज घटकों को नहीं कर सकता था। दूसरे शब्दों में, यद्यपि यह हड्डी की तरह दिखता था, यह संभवतः नहीं था - संभवतः खनिजयुक्त हड्डी के विकासवादी पूर्ववर्ती।

हालांकि, कीटिंग ने एस्पिडिन को और भी करीब से देखने का फैसला किया। उन्होंने 100 से अधिक घंटे बिताए, हेटरोस्ट्रैकन कंकाल के जीवाश्म अवशेषों को स्कैन करते हुए, सिंक्रोट्रॉन टोमोग्राफी नामक एक तकनीक का उपयोग करते हुए, जो एक प्रकार के एक्स-रे का उपयोग करता है, इसलिए यह काम करने के लिए एक कण त्वरक की आवश्यकता होती है। कीटिंग को स्विटज़रलैंड में पॉल स्टरर इंस्टीट्यूट में अपने कण त्वरक मिले, जहां उन्होंने इन एस्पिडिन कंकालों के तीन आयामी मॉडल के निर्माण के लिए इन उच्च गुणवत्ता वाले एक्सरे का उपयोग किया।

पहले से कहीं अधिक बारीकी से देखते हुए, कीटिंग ने पाया कि अतीत में इतना भ्रमित करने वाला क्राइस-क्रॉसिंग गायब हो गया था। "मैंने पाया कि ये ट्यूब सख्त रेखीय थे, जिसमें किसी भी तरह की शाखाओं की कमी थी," उन्होंने एक ब्लॉग पोस्ट में लिखा है प्रकृति । "पिछले अध्ययनों की छवियां पेचीदा और ओवरलैपिंग ट्यूब के माध्यम से 2-आयामी सेक्शनिंग का परिणाम लगती हैं, जो ब्रांचिंग का रूप देती हैं।"

3 डी मॉडल से पता चला कि ट्यूब वास्तव में रैखिक थे, लेकिन एक दूसरे के शीर्ष पर बेतरतीब ढंग से खड़ी दिशाओं में खड़ी दिखाई दीं। दशकों तक, उन्होंने महसूस किया, जैसा कि शोधकर्ताओं ने दो-आयामी एक्स-रे पर ट्यूबों को देखा, वे चपटा हुआ दिखाई दिया, जिससे एक शाखा पैटर्न बन गया जो उनकी वास्तविक संरचना का संकेत नहीं था। गंभीर रूप से, लेखक बताते हैं, ये ट्यूब हाउस कोलेजन, पाड़ प्रोटीन जो खनिज के लिए योगदान देता है।

"हम दिखाते हैं कि लेखक एक रेखीय आकारिकी प्रदर्शित करते हैं," लेखक लिखते हैं। “इसके बजाय, ये रिक्त स्थान आंतरिक कोलेजन फाइबर बंडलों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो एक मचान बनाते हैं जिसके बारे में खनिज जमा किया गया था। एस्पिडिन इस प्रकार अकोशिकीय त्वचीय हड्डी है।"

इस छोटे से भेदभाव के परिणाम सामने आते हैं जब यह पता चलता है कि जब मानवों में देखे जाने वाले कंकालों को पहले विकसित किया गया था। केवल यह दिखाते हुए कि इन मछलियों के कंकालों में खनिज थे, इस टीम ने उस तिथि को कुछ मिलियन वर्षों में निर्धारित किया है:

"ये निष्कर्ष कंकाल के विकास पर हमारे विचार को बदलते हैं," फिल डोनॉग्यू, पीएचडी, सह-लेखक और ब्रिस्टल विश्वविद्यालय के जीवाश्म विज्ञानी से निष्कर्ष निकालते हैं। "हम दिखाते हैं कि यह वास्तव में, हड्डी का एक प्रकार है, और यह कि ये सभी ऊतक लाखों साल पहले विकसित हुए होंगे।"