Протокол синхротронного изображения
Для исследования этого образца мы использовали неразрушающий иерархический метод визуализации, основанный на фазе распространения синхротронно-контрастной микротомографии (PPC-SRμCT) с размерами ячеек от 90,96 до 3 мкм. Различные снимки мумии MHNL 90001591 были выполнены на лучевой линии BM05 ESRF. Для получения изображения образца в четырех различных конфигурациях были использованы соответственно полный образец (размер ячейки: 90,96 мкм; настройка показана на рис. 3 и видео 1), содержимое желудка (размер ячейки: 25,97 мкм), плечевая структура (размер ячейки: 12,99 мкм) и зубы грызуна в желудке (размер ячейки: 3 мкм). Реконструкция была выполнена с использованием однофазного алгоритма однофазного поиска (Паганин и др., 2002) и фильтрованной обратной проекции, реализованной в программе PyHST2 (Mirone и др., 2014). Все 3D рендеринг и сегментация выполнялись с помощью программного обеспечения VGStudioMax 3.0 (Volume Graphics, Heidelberg, Германия). Все параметры съемки обобщены в Дополнительном материале.
На рисунке изображена принципиальная схема экспериментальной установки на линии луча BM05. Перспективная визуализация используется, поскольку общее расстояние между источником рентгеновского излучения и детектором составляет 55 метров.
В дополнение к этапу пробы с вертикально установленной крокодиловой мумией изображены различные элементы с более подробной информацией:
(а) Изгибающий магнит в накопительном кольце, то есть источник рентгеновского излучения BM05.
(б) Молибденовый фильтр толщиной 0,4 мм для отключения низких энергий от белого луча.
(в) Измельчитель, используемый для уменьшения мощности луча без изменения его спектра.
(d) медный фильтр толщиной 3 мм, за которым следуют 15 алюминиевых стержней диаметром 5 мм для достижения высоких энергий и компенсации вертикального профиля естественного пучка.
(e) Косвенный детектор на основе большого кристаллического сцинтиллятора, который производит видимый свет от рентгеновского излучения, проецируемого на ПЗС-камеру через оптику.
3. Результаты
Мумия MHNL 90001591 была обернута несколькими слоями льна, пропитанного смолами, за исключением головы и кончика хвоста ( на рис a и b).
3D-сегментация данных о размере ячейки 90,96 мкм позволила отделить мумию от слоев льна (на рис. с), а затем практически удалить кожу и остеодермы, чтобы изолировать ее скелет и внутренние органы (на рис. d,e,f).
В ходе виртуального вскрытия был обнаружен молодой самец длиной 112 см (конец хвоста отсутствует).
Хронологическое исследование скелета, проведенное с использованием виртуальной гистологии на основе данных о размере ячейки размером 12,99 мкм при плечевом диафизе, показывает возраст смерти от 3 до 4 лет. Тело очень хорошо сохранилось, без следов разложения, и не потускнел в процессе мумификации ( на рис. f).
Череп крокодила сломан в разных областях, что видно на компьютерной томографии и PPC-SRμCT, что указывает на то, что животное получило сильный удар. Перелом располагается на верхней части черепа и затрагивает лобную, левую плоскоклеточную, левую часть теменной области, левую префронтальную, правую четырехугольную и правую небную область , а также левый посторбитальный.
На рисунке: Фотография головы и 3D-рендеринг, показывающий смертельный перелом черепа. Сверху вниз: Фотосъемка в видимом свете (а), ультрафиолетовая флуоресцентная фотография показывает зону восстановления бальзама и черепа (б), 3D-рендеринг, рассматриваемый с четырех разных углов, и связанные с ним масштабные изображения, фокусирующиеся на самой трещине (c – d). Различные кости, затронутые переломом (красные линии и красные стрелки), окрашены на дорсальной и брюшной проекциях 1. Лобная часть 2. Префронтальная 3. Теменная 4. Височная 5. Квадратная 6. Небный отросток нёба 7. Глазные отверстия.
Снимки, полученные с помощью PPC-SRμCT, позволили виртуально исследовать внутренние органы крокодила, которые сохранились в организме.
Живот, отображенный с размером ячейки 25,97 мкм, содержал различные элементы в различных пропорциях. Поскольку цель состояла только в том, чтобы определить уровень разнообразия содержимого желудка, в большинстве случаев было проведено лишь поверхностное определение различных присутствующих организмов.
Предварительные исследования показывают, что содержимое желудка хорошо сохранилось и в нем доминируют яйца в мягкой скорлупе и фрагменты насекомых. Яйца присутствовали во всем желудке со слегка более высокой плотностью на задней части. Было насчитано 28 различных образцов размером 13,4 мм на 10 мм в среднем. Все яйца очень похожи по своему общему виду и однородны по размеру, толщине и структуре яичной скорлупы.
Учитывая, что все они имеют одинаковый уровень пищеварения, можно предположить, что они были проглочены в течение очень ограниченного периода времени. Наиболее вероятным объяснением тому является то, что эти яйца происходят из одного гнезда, принадлежащего маленьким ящерицам или змеям, которые съел крокодил.
Вторым по частоте компонентом в желудке являются насекомые. Они включают в себя неполный большой гемиптеран (51,6 мм длиной), на котором видны следы укусов. Мы условно идентифицировали гигантского водяного жука L. corofanus (= предок L. niloticum) (Perez Goodwyn, 2006), единственного вида этого рода, известного в Египте.
Другие остатки насекомых, представленные только фрагментами, принадлежат колеоптеранам. Мы выделили две группы по форме, размеру и рисунку надкрылий. На нескольких надкрыльях также имеются следы укусов.
Продолжение следует...