ثورة في علم الحفريات: بكتيريا محللة كانت سبباً في حفظ أحفورة تيروصور عمرها 113 مليون عام وليس العائق

الخزنة الجيولوجية: كيف حفظ التمعدن متعدد المراحل العظمة بشكل ثلاثي الأبعاد

وثق الفريق سلسلة من الحواجز المعدنية التي عملت كـ"خزنة جيولوجية" طبيعية . أولاً، تشكل فلورأباتيت (فوسفات كالسيوم) بسرعة داخل العظمة وحولها، مما ثبت السمات الهيكلية الدقيقة. بعد ذلك، طبقات متتالية من الكالسيت ملأت تجويف العظمة تدريجياً. والمهم أن الكالسيت يحتوي على نسبة منخفضة من الكربون-13، مما يشير إلى أنه نشأ من تحلل الأنسجة الدهنية والدهون الخاصة بالتيروصور نفسه . حمت الطبقة المعدنية متعددة الطبقات المركبات العضوية - بما في ذلك المؤشرات الحيوية الستيرويدية والهياكل المجهرية التي تشبه ألياف الكولاجين - من التحلل الكيميائي لمدة 113 مليون عام .

الميكروبات: مدمرة وحافظة في آن واحد

توثق الدراسة عملية تمعدن معقدة متعددة المراحل قادتها تحولات الأكسدة والاختزال المحلية أثناء الترسيب المبكر . كانت بكتيريا مؤكسدة للكبريت - تم التعرف عليها بواسطة معادن الباريت والسيليستيت التي خلفتها وراءها - لاعباً رئيسياً . قامت هذه الميكروبات بتفكيك الأنسجة الرخوة والدهون، مما أطلق الكربون الذي غذى ترسيب الكالسيت. في الوقت نفسه، خلقت هذه الميكروبات الظروف الكيميائية التي أدت إلى إغلاق العظمة في معادن واقية قبل أن تفقد الهياكل الدقيقة .

لماذا يغير هذا قواعد التحجر؟

كان الاعتقاد التقليدي أن الأكسجين والأكسدة الميكروبية مدمران، وأن الميكروبات المحللة تستهلك وتمحو الأنسجة الرخوة والجزيئات الحيوية، وأن الحفظ الاستثنائي يتطلب ظروفاً خالية من الأكسجين لقمع النشاط الميكروبي. هذه الدراسة تقلب هذا الافتراض بطريقتين :

• الأكسدة الميكروبية كانت أساسية وليست ضارة. بكتيريا مؤكسدة للكبريت وغيرها من الميكروبات المحللة لم تقم فقط بتدمير الأنسجة؛ بل خلقت بشكل نشط التدرجات الجيوكيميائية التي قادت ترسيب الفلورأباتيت والكالسيت، والذي حفظ العظمة في ثلاثة أبعاد .
• التفاعلات بين الأكسجين والميكروبات مكنت بقاء الجزيئات الحيوية. نفس العمليات التأكسدية التي حطمت الأنسجة الدهنية أطلقت الكربون الذي غذى تكوين الكالسيت، بينما قام الغشاء المعدني سريع التكوين بحبس وحماية المؤشرات الحيوية الستيرويدية وهياكل الكولاجين من المزيد من التحلل .

كما صرحت غرايس: "بدلاً من أن يتم تدميرها بواسطة الأكسجين، يتم حفظ بعض الحفريات بسببه، من خلال عمليات تأكسدية تقوم بها ميكروبات قديمة" . يقترح الفريق أن هذه آلية لاغيرشتاتين عالمية جديدة، مسار شائع للحفظ الاستثنائي للحفريات يتم التعرف عليه الآن في مواقع أحفورية أخرى .

الصورة الأكبر

الدراسة التي قادتها جامعة كيرتن هي الأولى التي تسترد مؤشرات حيوية ستيرويدية من تيروصور، مما يكشف عن نظام غذائي من الأسماك/الحبار. وهي تظهر أن التمعدن متعدد المراحل، بقيادة ميكروبات أيض الكبريت وتحولات الأكسدة والاختزال المحلية، كان المفتاح لحفظ العظمة ثلاثي الأبعاد. وهي تعيد بشكل أساسي صياغة دور الأكسدة الميكروبية من قوة مدمرة بحتة إلى خطوة ضرورية وبناءة في أنواع معينة من حفظ الحفريات الاستثنائي .