Przełom w paleontologii: Skamieniałość pterozaura z Brazylii zmienia zasady gry

Po raz pierwszy naukowcy wykryli w skamieniałości pterozaura biomarkerów steranowych – pochodnych cholesterolu . Analiza izotopów węgla tych związków wskazuje na dietę składającą się z ryb lub zwierząt morskich przypominających kałamarnice, co jest zgodne z morfologią zębów i czaszki zwierzęcia . Molekularne dowody oferują bezpośrednie chemiczne okno do ekologii troficznej pterozaura, czego sam kształt kości nie jest w stanie zapewnić.

Geologiczny sejf: Jak wieloetapowa mineralizacja zachowała kość w 3D

Zespół udokumentował sekwencję mineralnych barier, które działały jak naturalny "geologiczny sejf" . Po pierwsze, fluoroapatyt (fosforan wapnia) utworzył się szybko wewnątrz i wokół kości, stabilizując drobne cechy strukturalne. Następnie, kolejne warstwy kalcytu stopniowo wypełniały jamę kostną. Co istotne, kalcyt jest zubożony w izotop węgla-13, co wskazuje, że pochodził z rozkładu własnych tkanek tłuszczowych pterozaura . Wielowarstwowa mineralna powłoka chroniła związki organiczne – w tym biomarkery steroidowe i mikroskopijne struktury przypominające włókna kolagenowe – przed degradacją chemiczną przez 113 milionów lat .

Mikroby jako zarówno niszczyciele, jak i strażnicy

Badanie dokumentuje złożony, wieloetapowy proces mineralizacji napędzany lokalnymi zmianami redoks (utleniania-redukcji) podczas wczesnej diagenezy . Kluczową rolę odegrały bakterie utleniające siarkę (SOB) – zidentyfikowane dzięki minerałom, które po sobie pozostawiły: barytowi i celestynowi . Mikroby te rozkładały tkanki miękkie i tłuszcze, uwalniając węgiel, który zasilał wytrącanie się kalcytu. Jednocześnie ich aktywność stworzyła warunki chemiczne, które zamknęły kość w ochronnych minerałach, zanim delikatne struktury mogły zostać utracone .

Dlaczego to zmienia zasady fosylizacji

Konwencjonalne myślenie zakładało, że tlen i utlenianie mikrobiologiczne są destrukcyjne – że mikroby rozkładające tkanki zużywają i wymazują tkanki miękkie i biocząsteczki, a wyjątkowa preservacja wymaga warunków beztlenowych, aby stłumić aktywność drobnoustrojów. To badanie obala to założenie na dwa sposoby :

• Utlenianie mikrobiologiczne było niezbędne, a nie szkodliwe. Bakterie utleniające siarkę i inne mikroby rozkładające nie tylko nie zniszczyły tkanki; aktywnie stworzyły gradienty geochemiczne, które napędzały wytrącanie się fluoroapatytu i kalcytu, fizycznie zachowując kość w trzech wymiarach .
• Interakcje tlenu z mikrobami umożliwiły przetrwanie biocząsteczek. Te same procesy utleniania, które rozkładały tkankę tłuszczową, uwalniały węgiel zasilający tworzenie się kalcytu, podczas gdy szybko tworząca się mineralna powłoka uwięziła i osłoniła biomarkery steroidowe i struktury podobne do kolagenu przed dalszą degradacją .

Jak stwierdziła Grice: "Zamiast być niszczone przez tlen, niektóre skamieniałości są dzięki niemu zachowane, poprzez procesy utleniania przeprowadzane przez starożytne mikrobiomy" . Zespół proponuje, aby uznać to za nowy globalny mechanizm Lagerstätten – powszechną ścieżkę wyjątkowej preservacji skamieniałości, która obecnie jest identyfikowana w innych stanowiskach kopalnych .

Szerszy obraz

Badanie prowadzone przez Curtin University jest pierwszym, w którym udało się odzyskać biomarkery steroidowe z pterozaura, ujawniając dietę rybną/głowonogową. Pokazuje, że wieloetapowa mineralizacja, napędzana przez mikroby metabolizujące siarkę i lokalne zmiany redoks, była kluczem do trójwymiarowej preservacji skrzydła. Zasadniczo zmienia to postrzeganie roli mikrobiologicznego utleniania – z czysto destrukcyjnej siły na niezbędny, konstruktywny krok w pewnych typach wyjątkowej preservacji skamieniałości .