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Retrodeformation

Rekonstruktion der Halswirbelsäule von Galeamopus pabsti

Die Hälse von Langhalsdinosauriern, insbesondere von Diplodociden, sind in ihrer extremen Ausdehnung durch die Anzahl Wirbel und deren Länge, sowie deren Pneumatisierung eigenartig und faszinierend. Leider sind sie nur selten gut erhalten. Eine Rekonstruktion zeigt die Wirbel in ihrer ursprünglichen, natürlichen Form.

Ausgangslage

Fossilien werden im Gegensatz zur gängigen Meinung nur selten vollständig und zusammenhängend gefunden. Das Holotyp-Exemplar von Galeamopus pabsti, SMA 0011, ist erstaunlich gut erhalten und besteht aus Material von allen Körperteilen ausser dem Schwanz. Es wurde in 150 Millionen Jahre altem Gestein der Morrison Formation in Wyoming, USA, gefunden. Die dreizehn erhaltenen Wirbel der Halswirbelsäule, Atlas bis Halswirbel 10 sowie die drei hintersten Halswirbel, wurden teilweise artikuliert gefunden, wobei alle Wirbel stark deformiert sind und mindestens ein Element, zwischen Wirbel 10 und 12, fehlt. Die vorderen und hinteren Wirbel sind seitlich zusammengepresst, während die mittleren Elemente nicht nur auf der Vertikalachse zerdrückt, sondern noch zusätzlich durch Scherkräfte stark verformt sind.

Prozess

Diese Arbeit beinhaltet die Digitalisierung der kompletten Halswirbelsäule durch Photogrammetrie, sowie die Rekonstruktion und Retrodeformation einiger Elemente. Dieser komplexe Vorgang erfordert mehrere auf einander abgestimmte Arbeitsschritte: die Vereinfachung der Wirbel und die Reparatur kleinerer taphonomischer Störungen, wie Risse oder Löcher in den Knochen, die Platzierung abgebrochener Teile an ihrer anzunehmenden Position, das Spiegeln fehlender oder nicht sichtbarer Teile von der gegenüberliegenden Seite, sowie die allgemeine Retrodeformation in Landmark. Teile, die dadurch nicht vollständig wiederhergestellt werden konnten, wurden in Maya noch vollständig rekonstruiert. Anschliessend konnten die retrodeformierten Wirbel, in natürlicher Grösse, 3D-gedruckt werden und dienen nun als Anschauungsexemplar in der Ausstellung.

Ausblick

Die restlichen Wirbel werden in den nächsten Wochen ebenfalls noch retrodeformiert und fertiggestellt.Die Arbeit wird, sofern akzeptiert, zusammen mit den Kooperationspartnern am 76. jährlichen Meeting der Society of Vertebrate Paleontology in Calgary vorgestellt und anschliessend als Paper für eine Publikation eingereicht. Des Weiteren dient diese Arbeit als Grundlage für einige weitere Projekte in Zusammenarbeit mit den Kooperationspartnern und weiteren Forschern.

Oliver Demuth
BA-Diplome 2017

Kooperationspartner:

Dr. Emanuel Tschopp ¹²³
Dr. Stephan Lautenschlager ⁴⁵
Dr. Heinrich Mallison ⁶

1 Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Torino, Torino, Italy

2 GeoBioTec, Faculdade de Ciencia e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, Caparica, Portugal
3 Museu da Lourinhã, Lourinhã, Portugal

4 School of Earth Sciences, University of Bristol, Bristol, UK
5 School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham, Birmingham, UK
6 Palaeo3D, Pöttmes, Deutschland

Gestalterisches Mentorat: David Schürch

Aus dem Feld zur Rekonstruktion: Von links nach rechts werden aus den teilweise im Originalgestein eingebetteten Halswirbel 9 und 10 über ein Wireframe die rekonstruierten Wirbel.
Aus dem Feld zur Rekonstruktion: Von links nach rechts werden aus den teilweise im Originalgestein eingebetteten Halswirbel 9 und 10 über ein Wireframe die rekonstruierten Wirbel.
hotogrammetrie: Aus Fotografien, aus mehreren Blickwinkeln, berechnetes 3D-Modell des 3. Halswirbels des Holotypus SMA 0011 von Galeamopus pabsti. Die blauen Flächen entsprechen jeweils den einzelnen Kamerapositionen. Durch das paarweise Setzen von Landmarks an sich entsprechenden Punkten auf beiden Seiten des Wirbels kann die Software die Symmetrieachse bestimmen und das Modell anhand dieser entzerren.
hotogrammetrie: Aus Fotografien, aus mehreren Blickwinkeln, berechnetes 3D-Modell des 3. Halswirbels des Holotypus SMA 0011 von Galeamopus pabsti. Die blauen Flächen entsprechen jeweils den einzelnen Kamerapositionen. Durch das paarweise Setzen von Landmarks an sich entsprechenden Punkten auf beiden Seiten des Wirbels kann die Software die Symmetrieachse bestimmen und das Modell anhand dieser entzerren.
Skizzenhafte Rekonstruktion des Axis: Gegenüberstellung eines Renderings des deformierten zweiten Halswirbels mit einer schnellen zeichnerischen Rekonstruktion desselben.
Skizzenhafte Rekonstruktion des Axis: Gegenüberstellung eines Renderings des deformierten zweiten Halswirbels mit einer schnellen zeichnerischen Rekonstruktion desselben.
Vorher-nachher: Vergleich der Scandaten und der Rekonstruktion des Halswirbel 8 in Rückansicht. Deformierter Knochen mit von Matrix bedeckten pneumatischen Vertiefungen (beige) auf der linken Seite und rechts der selbe Wirbel nach der Retrodeformation.
Vorher-nachher: Vergleich der Scandaten und der Rekonstruktion des Halswirbel 8 in Rückansicht. Deformierter Knochen mit von Matrix bedeckten pneumatischen Vertiefungen (beige) auf der linken Seite und rechts der selbe Wirbel nach der Retrodeformation.