Eerste steroïde biomarkers in pterosauriërfossiel zetten eeuwenoude fossilisatietheorie op zijn kop

Voor het eerst ontdekten onderzoekers sterane-biomarkers – cholesterol-derivaten – in een pterosauriërfossiel . Koolstofisotoopanalyse van deze verbindingen wijst op een dieet van vis of inktvisachtige zeedieren, wat overeenkomt met de tand- en schedelmorfologie van het dier . Het moleculaire bewijs biedt een direct chemisch venster op de trofische ecologie van de pterosauriër, iets wat botvorm alleen niet kan geven.

De geologische kluis: hoe meerfasige mineralisatie het bot in 3D bewaarde

Het team documenteerde een reeks mineraalbarrières die als een natuurlijke "geologische kluis" fungeerden . Eerst vormde fluorapatiet (een calciumfosfaat) zich snel in en rond het bot, waardoor fijne structurele kenmerken werden gestabiliseerd. Vervolgens vulden opeenvolgende lagen calciet geleidelijk de beenholte. Cruciaal is dat het calciet verarmd is in koolstof-13, wat erop wijst dat het afkomstig is van de afbraak van het eigen vetweefsel en de lipiden van de pterosauriër . De meerlagige minerale laag beschermde organische verbindingen – waaronder steroïde biomarkers en microscopische structuren die op collageenvezels lijken – gedurende 113 miljoen jaar tegen chemische afbraak .

Microben als zowel vernietigers als bewaarders

De studie documenteert een complex, meerfasig mineralisatieproces dat wordt aangedreven door lokale redoxverschuivingen tijdens vroege diagenese . Zwavel-oxiderende bacteriën (SOB) – geïdentificeerd door de mineralen bariet en celestiet die ze achterlieten – speelden een sleutelrol . Deze microben braken zachte weefsels en vetten af, waarbij koolstof vrijkwam dat de calcietneerslag voedde. Tegelijkertijd creëerden hun activiteiten de chemische omstandigheden die het bot in beschermende mineralen verzegelden voordat delicate structuren verloren konden gaan .

Waarom dit de regels van fossilisatie verandert

Conventioneel denken ging ervan uit dat zuurstof en microbiële oxidatie destructief zijn – dat afbraakmicroben zachte weefsels en biomoleculen consumeren en uitwissen, en dat uitzonderlijke conservering zuurstofloze omstandigheden vereist om microbiële activiteit te onderdrukken. Deze studie zet die aanname op twee manieren op zijn kop :

• Microbiële oxidatie was essentieel, niet schadelijk. Zwavel-oxiderende en andere afbraakmicroben vernietigden het weefsel niet alleen; ze creëerden actief de geochemische gradiënten die de precipitatie van fluorapatiet en calciet aanstuurden, wat het bot fysiek in drie dimensies bewaarde .
• Zuurstof-microbe-interacties maakten het overleven van biomoleculen mogelijk. Dezelfde oxidatieve processen die vetweefsel afbraken, leverden koolstof voor de calcietvorming, terwijl de snel vormende minerale korst steroïde biomarkers en collageenachtige structuren insloot en beschermde tegen verdere afbraak .

Zoals Grice stelde: "In plaats van vernietigd te worden door zuurstof, worden sommige fossielen juist bewaard dankzij zuurstof, via oxidatieve processen uitgevoerd door oude microbiomen" . Het team stelt dit voor als een nieuw wereldwijd Lagerstätten-mechanisme – een veelvoorkomende route voor uitzonderlijke fossielconservering die nu ook op andere fossielensites wordt geïdentificeerd .

Het grotere plaatje

De door Curtin geleide studie is de eerste die steroïde biomarkers uit een pterosauriër heeft teruggevonden, wat een vis-/inktvisdieet onthult. Het toont aan dat meerfasige mineralisatie, aangedreven door zwavel-metaboliserende microben en lokale redoxverschuivingen, de sleutel was tot de 3D-conservering van de vleugel. En het herkadert de rol van microbiële oxidatie fundamenteel van een puur destructieve kracht naar een noodzakelijke, constructieve stap in bepaalde soorten uitzonderlijke fossielconservering .