Ученые из Новосибирска впервые в России сделали томографию дефектных бивней мамонтов

К томографическому исследованию бивней мамонтов, предоставленных для изучения Отделом изучения мамонтовой фауны Академии наук Республики Саха (Якутия), приступили ученые Лаборатории ядерной и инновационной медицины (ЛЯИМ) Физического факультета Новосибирского государственного университета. Следующим этапом станет радиоуглеродный анализ этих артефактов.

Объекты исследования — три бивня мамонтов с различными дефектами, — были найдены несколько лет назад в Абыйском районе, на реках Тирехтях и Бадяриха в Республике Саха (Якутия). Теперь ученым посредством высокотехнологичных методов исследования предстоит выяснить причину возникших патологий, установить возраст данных палеонтологических находок, выявить особенности диеты, географического местоположения и миграции данных представителей мегафауны. Ученые утверждают, что в НГУ для таких исследований созданы оптимальные условия — здесь находится единственный в России низковольтный ускорительный масс-спектрометр и единственный в Сибири аппарат КТ, сертифицированный для работы с животными и для проведения научных исследований.

Сканируемые образцы представляют собой бивни мамонтов, содержащие структурные изменения — значительные отклонения в форме и размерах, а также нарушения в формировании бивней, хорошо различимые внешне. На первом образце отчетливо видны поперечные «кольцевидные» перетяжки разной степени выраженности, что свидетельствуют о замедлении или остановке роста бивня. На втором находятся участки почковатого или беспорядочного прироста дентина. Третий образец очень сильно отличается от предыдущих как по размеру — он значительно меньше бивней нормальных размеров, так и по структуре — центральная часть его поперечного среза отличается от нормальной для шерстистых мамонтов, дентин выглядит слишком плотным и не образует характерных концентрических слоев. К тому же у этих образцов имеются и другие типы патологий, еще не описанные в научной литературе.

В современной археологии и палеонтологии компьютерная томография (КТ) стала незаменимым неразрушающим методом. Для таких уникальных находок, как бивни из Якутии, КТ является «цифровым скальпелем», позволяющим заглянуть внутрь объекта и изучить его скрытую структуру, не нарушив оригинал. Метод дает трехмерное изображение внешних и внутренних структур, а также информацию о возрасте, диете и сезонных миграциях животного, но его главная ценность — в выявлении скрытых прижизненных патологий: переломов, болезней и травм.

«Особое значение наших исследований заключается в сочетании археологии и опыта доклинической ветеринарной диагностики. База данных патологий современных животных служит нам эталоном для расшифровки повреждений у ископаемых останков. Сравнивая характер травм, мы можем установить не только вероятную причину гибели отдельной особи, но и реконструировать экологические стрессы, которые испытывала популяция, — от конкуренции за ресурсы до изменений климата. Это позволяет превратить бивень мамонта в подробную летопись его жизни и среды обитания», — рассказывает заведующий ЛЯИМ НГУ Владимир Каныгин.

В дальнейшем планируется сравнить КТ-изображения бивней мамонтов и слонов, чтобы выяснить, насколько они сходны друг с другом. Более того, условия лаборатории позволяют исследовать не только бивни и костные останки этих крупных животных. Ученые ЛЯИМ рассчитывают получить от коллег из Якутии для исследований хорошо сохранившуюся в вечной мерзлоте тушку мамонтенка. Для этого сначала они могли бы провести отдельные КТ-исследования ее частей, а затем собрать все изображения воедино, выполнив трехмерную компьютерную реконструкцию, позволяющую изучать объект в любой проекции.

Компьютерная томография — только начальный этап изучения необычных бивней. Ученые планируют провести комплексное радиоуглеродное исследование, послойный анализ изотопного и химического состава и гистологический анализ для выявления причин дефектов. Они хотят узнать, являлись ли данные отклонения следствием заболеваний или воздействий окружающей среды.

В ближайшее время в лаборатории изотопных исследований Института археологии и этнографии СО РАН будет послойно произведен изотопный анализ всех трех бивней, одновременно будет проводится пробоподготовка образцов к датированию. С помощью гистологических исследований ученые надеются установить, какими заболеваниями страдали эти представители мегафауны, исчезли ли данные заболевания в наше время или существуют по сей день, и поражают ли они другую, но выжившую, линию от общего с мамонтами предка — слонов.

Подготовлено с использованием материалов издания «Наука в Сибири»