לראשונה: סמנים ביוכימיים במאובן פטרוזאורוס הופכים תאוריה בת מאה שנה

הכספת הגיאולוגית: כיצד מינרליזציה רב-שלבית שימרה את העצם בתלת-מימד

הצוות תיעד סדרה של מחסומים מינרליים שפעלו כ"כספת גיאולוגית" טבעית . ראשית, פלואורפטיט (סידן פוספט) נוצר במהירות בתוך העצם ומסביב לה, וייצב את המבנים העדינים. לאחר מכן, שכבות עוקבות של קלציט מילאו בהדרגה את חלל העצם. באופן קריטי, הקלציט דל באיזוטופ פחמן-13, מה שמעיד על מקורו מרקמות השומן והליפידים של הפטרוזאורוס עצמו . הציפוי המינרלי רב-השכבות הגן על תרכובות אורגניות – כולל סמנים ביוכימיים של סטרואידים ומבנים מיקרוסקופיים הדומים לסיבי קולגן – מפני התכלות כימית במשך 113 מיליון שנה .

חיידקים: גם משמידים וגם משמרים

המחקר מתאר תהליך מינרליזציה מורכב ורב-שלבי שהונע על ידי שינויים מקומיים בפוטנציאל החמצון-חיזור (רדוקס) במהלך שלבי ההתאבנות המוקדמים (דיאגנזה) . חיידקים מחמצני גופרית (SOB), שזוהו על ידי המינרלים שהם הותירו אחריהם – בריט וסלסטיט – היו שחקני מפתח . חיידקים אלה פירקו רקמות רכות ושומנים, ושחררו פחמן שהזין את שקיעת הקלציט. במקביל, פעילותם יצרה את התנאים הכימיים שאטמו את העצם במינרלים מגנים לפני שמבנים עדינים יכלו ללכת לאיבוד .

מדוע זה משנה את חוקי ההתאבנות

החשיבה הקונבנציונלית קבעה כי חמצן וחמצון מיקרוביאלי הם הרסניים – שחיידקי ריקבון צורכים וממוססים רקמות רכות ומולקולות ביולוגיות, וכי שימור יוצא דופן דורש תנאים נטולי חמצן לדיכוי פעילות מיקרוביאלית. מחקר זה הופך את ההנחה הזו על פיה בשתי דרכים מרכזיות :

• חמצון מיקרוביאלי היה חיוני, לא מזיק. חיידקים מחמצני גופרית וחיידקי ריקבון אחרים לא רק הרסו את הרקמה; הם יצרו באופן פעיל את שיפועי הגיאוכימיה שהניעו את שקיעת הפלואורפטיט והקלציט, אשר שימרו פיזית את העצם בתלת מימד .
• אינטראקציות חמצן-חיידקים אפשרו הישרדות מולקולות ביולוגיות. אותם תהליכי חמצון שפירקו רקמת שומן שחררו פחמן שהזין יצירת קלציט, בעוד מעטפת המינרלים שנוצרה במהירות לכדה והגנה על סמנים ביוכימיים של סטרואידים ומבנים דמויי קולגן מפני התכלות נוספת .

לדברי גרייס, "במקום להיהרס על ידי חמצן, חלק מהמאובנים נשמרים דווקא בזכותו, באמצעות תהליכי חמצון המתבצעים על ידי מיקרוביום עתיק" . הצוות מציע כי מדובר במנגנון גלובלי חדש מסוג Lagerstätten – מסלול נפוץ לשימור מאובנים יוצא דופן שמזוהה כעת באתרי מאובנים אחרים .

התמונה הרחבה יותר

המחקר בהובלת אוניברסיטת קרטין הוא הראשון שמשחזר סמנים ביוכימיים של סטרואידים מפטרוזאורוס, וחושף תזונה של דגים/דיונונים. הוא מדגים כי מינרליזציה רב-שלבית, שהונעה על ידי חיידקים מֵטַבּוֹלִיזִים של גופרית ושינויים מקומיים ברמת החמצון, הייתה המפתח לשימור התלת-ממדי של הכנף. והכי חשוב, הוא ממסגר מחדש את תפקיד החמצון המיקרוביאלי מכוח הרסני בלבד לצעד הכרחי ובונה בסוגים מסוימים של שימור מאובנים יוצא דופן .