Scoperti i primi biomarcatori steroidei in un fossile di pterosauro: una rivoluzione nella teoria della fossilizzazione

Per la prima volta, i ricercatori hanno rilevato biomarcatori steranici (derivati del colesterolo) in qualsiasi fossile di pterosauro . L'analisi degli isotopi di carbonio di questi composti indica una dieta a base di pesci o animali marini simili a calamari, coerente con la morfologia dei denti e del cranio dell'animale . Le prove molecolari offrono una finestra chimica diretta sull'ecologia trofica dello pterosauro che la sola forma ossea non può fornire.

La cassaforte geologica: come la mineralizzazione a più stadi ha preservato l'osso in 3D

Il team ha documentato una sequenza di barriere minerali che hanno agito come una "cassaforte geologica" naturale . In primo luogo, la fluorapatite (un fosfato di calcio) si è formata rapidamente all'interno e intorno all'osso, stabilizzando le caratteristiche strutturali più fini. Successivamente, strati successivi di calcite hanno gradualmente riempito la cavità ossea. In modo critico, la calcite è impoverita in carbonio-13, indicando che ha avuto origine dalla decomposizione dei propri tessuti adiposi e lipidi dello pterosauro . Il rivestimento minerale multistrato ha protetto i composti organici, inclusi biomarcatori steroidei e strutture microscopiche che ricordano le fibre di collagene, dalla degradazione chimica per 113 milioni di anni .

Microbi come distruttori e conservatori

Lo studio documenta un processo di mineralizzazione complesso e a più stadi guidato da cambiamenti locali di redox (ossidoriduzione) durante la diagenesi precoce . I batteri che ossidano lo zolfo (SOB), identificati dai minerali barite e celestite che hanno lasciato, sono stati attori chiave . Questi microbi hanno scomposto i tessuti molli e i grassi, rilasciando carbonio che ha alimentato la precipitazione della calcite. Allo stesso tempo, la loro attività ha creato le condizioni chimiche che hanno sigillato l'osso in minerali protettivi prima che le strutture delicate potessero andare perse .

Perché questo cambia le regole della fossilizzazione

Il pensiero convenzionale riteneva che l'ossigeno e l'ossidazione microbica fossero distruttivi, che i microbi della decomposizione consumassero e cancellassero tessuti molli e biomolecole, e che la conservazione eccezionale richiedesse condizioni anossiche per sopprimere l'attività microbica. Questo studio capovolge questa ipotesi in due modi :

• L'ossidazione microbica era essenziale, non dannosa. I batteri che ossidano lo zolfo e altri microbi della decomposizione non hanno semplicemente distrutto il tessuto; hanno attivamente creato i gradienti geochimici che hanno guidato la precipitazione di fluorapatite e calcite, che hanno fisicamente preservato l'osso in tre dimensioni .
• Le interazioni ossigeno-microbo hanno permesso la sopravvivenza delle biomolecole. Gli stessi processi ossidativi che hanno scomposto il tessuto adiposo hanno rilasciato carbonio che ha alimentato la formazione di calcite, mentre la crosta minerale formatasi rapidamente ha intrappolato e protetto i biomarcatori steroidei e le strutture simili al collagene da un'ulteriore degradazione .

Come ha affermato Grice: "Piuttosto che essere distrutti dall'ossigeno, alcuni fossili vengono preservati proprio grazie ad esso, attraverso processi ossidativi portati avanti da antichi microbiomi" . Il team propone questo come un nuovo meccanismo globale di Lagerstätten: un percorso comune per la conservazione eccezionale dei fossili che ora viene identificato in altri siti fossili .

Il quadro più ampio

Lo studio guidato dalla Curtin è il primo a recuperare biomarcatori steroidei da uno pterosauro, rivelando una dieta a base di pesci/calamari. Dimostra che la mineralizzazione a più stadi, guidata da microbi che metabolizzano lo zolfo e da cambiamenti locali di redox, è stata la chiave per la conservazione 3D dell'ala. E riformula fondamentalmente il ruolo dell'ossidazione microbica da forza puramente distruttiva a passaggio necessario e costruttivo in certi tipi di conservazione eccezionale dei fossili .