První steroidní biomarkery ve fosilii ptakoještěra přepisují století starou teorii fosilizace

Geologický trezor: Jak vícestupňová mineralizace zachovala kost ve 3D

Tým zdokumentoval posloupnost minerálních bariér, které fungovaly jako přírodní „geologický trezor“ . Nejprve se v kosti a kolem ní rychle vytvořil fluorapatit (fosforečnan vápenatý), který stabilizoval jemné strukturální rysy. Následně postupné vrstvy kalcitu vyplnily kostní dutinu. Kalcit je ochuzen o izotop uhlíku-13, což naznačuje, že pocházel z rozkladu vlastních tukových tkání a lipidů ptakoještěra . Vícevrstvý minerální plášť chránil organické sloučeniny – včetně steroidních biomarkerů a mikroskopických struktur připomínajících kolagenová vlákna – před chemickým rozkladem po dobu 113 milionů let .

Mikrobi jako ničitelé i ochránci zároveň

Studie popisuje komplexní, vícestupňový mineralizační proces poháněný lokálními redoxními (oxidačně-redukčními) posuny během rané diageneze . Sirné oxidační bakterie (SOB), identifikované podle minerálů barytu a celestinu, které po sobě zanechaly, hrály klíčovou roli . Tyto mikroby rozkládaly měkké tkáně a tuky, přičemž uvolňovaly uhlík, který živil srážení kalcitu. Zároveň jejich aktivita vytvořila chemické podmínky, které utěsnily kost v ochranných minerálech dříve, než mohly být jemné struktury ztraceny .

Proč to mění pravidla fosilizace

Konvenční myšlení tvrdilo, že kyslík a mikrobiální oxidace jsou destruktivní – že rozkladní mikrobi konzumují a mažou měkké tkáně a biomolekuly a že výjimečné zachování vyžaduje anoxické podmínky k potlačení mikrobiální aktivity. Tato studie tento předpoklad vyvrací dvěma způsoby :

• Mikrobiální oxidace byla nezbytná, nikoli škodlivá. Sirné oxidační a další rozkladné mikroby tkáň jednoduše nezničily; aktivně vytvářely geochemické gradienty, které poháněly srážení fluorapatitu a kalcitu, což fyzicky zachovalo kost ve třech rozměrech .
• Interakce kyslíku a mikrobů umožnila přežití biomolekul. Stejné oxidační procesy, které rozložily tukovou tkáň, uvolnily uhlík, který živil tvorbu kalcitu, zatímco rychle se tvořící minerální krusta zachytila a chránila steroidní biomarkery a kolagenu podobné struktury před dalším rozkladem .

Jak uvedla Grice: „Místo aby byly kyslíkem zničeny, některé fosilie jsou díky němu zachovány prostřednictvím oxidačních procesů prováděných starověkými mikrobiomy“ . Tým navrhuje, že se jedná o nový globální mechanismus Lagerstätten – běžnou cestu pro výjimečné zachování fosilií, která je nyní identifikována i na dalších fosilních nalezištích .

Širší souvislosti

Studie vedená Curtin University je první, která získala steroidní biomarkery z ptakoještěra, a odhalila tak jeho rybí/olihní stravu. Ukazuje, že vícestupňová mineralizace, poháněná sirnými metabolizujícími mikroby a lokálními redoxními posuny, byla klíčem k trojrozměrnému zachování křídla. A zásadně přerámcovává roli mikrobiální oxidace z čistě destruktivní síly na nezbytný, konstruktivní krok v určitých typech výjimečného zachování fosilií .