Как микробы помогли сохранить крыло птерозавра на 113 миллионов лет: переворот в палеонтологии

Впервые исследователи обнаружили биомаркеры стеранов — производные холестерина — в любой окаменелости птерозавра . Анализ изотопов углерода в этих соединениях указывает на диету из рыбы или кальмаров, что согласуется с морфологией зубов и черепа животного . Молекулярные доказательства предлагают прямое химическое окно в трофическую экологию птерозавра, которое одна лишь форма кости дать не может.

Геологический сейф: как многостадийная минерализация сохранила кость в 3D

Команда задокументировала последовательность минеральных барьеров, которые действовали как естественный «геологический сейф» . Сначала быстро сформировался фторапатит (фосфат кальция) внутри кости и вокруг неё, стабилизируя тонкие структурные детали. Затем последовательные слои кальцита постепенно заполнили полость кости. Критически важно, что кальцит обеднён углеродом-13, что указывает на его происхождение из разложения собственных жировых тканей и липидов птерозавра . Многослойное минеральное покрытие защитило органические соединения — включая стероидные биомаркеры и микроскопические структуры, напоминающие коллагеновые волокна — от химической деградации на протяжении 113 миллионов лет .

Микробы как разрушители и хранители

Исследование документирует сложный, многостадийный процесс минерализации, движимый локальными окислительно-восстановительными сдвигами во время раннего диагенеза . Сероокисляющие бактерии — идентифицированные по минералам бариту и целестину, которые они оставили — были ключевыми игроками . Эти микробы расщепляли мягкие ткани и жиры, выделяя углерод, который питал осаждение кальцита. В то же время их активность создала химические условия, которые запечатали кость в защитные минералы до того, как тонкие структуры могли быть утеряны .

Почему это меняет правила фоссилизации

Традиционное мышление утверждало, что кислород и микробное окисление разрушительны — что микробы разложения потребляют и стирают мягкие ткани и биомолекулы, а исключительная сохранность требует аноксических условий для подавления микробной активности. Это исследование опровергает это допущение двумя способами :

• Микробное окисление было необходимым, а не вредным. Сероокисляющие и другие микробы разложения не просто уничтожили ткань; они активно создали геохимические градиенты, которые привели к осаждению фторапатита и кальцита, что физически сохранило кость в трёх измерениях .
• Взаимодействие кислорода и микробов обеспечило выживание биомолекул. Те же окислительные процессы, которые расщепляли жировую ткань, выделяли углерод, питавший образование кальцита, в то время как быстро формирующаяся минеральная корка заперла и защитила стероидные биомаркеры и коллагеноподобные структуры от дальнейшей деградации .

Как заявила Грайс: «Вместо того чтобы быть уничтоженными кислородом, некоторые окаменелости сохраняются благодаря ему — через окислительные процессы, осуществляемые древними микробиомами» . Команда предлагает это как новый глобальный механизм Lagerstätten — общий путь для исключительного сохранения окаменелостей, который теперь идентифицируется и на других ископаемых участках .

Более широкая картина

Исследование под руководством Curtin University впервые выделило стероидные биомаркеры из птерозавра, раскрыв диету из рыбы/кальмаров. Оно демонстрирует, что многостадийная минерализация, движимая серо-метаболизирующими микробами и локальными окислительно-восстановительными сдвигами, была ключом к 3D-сохранности крыла. И оно фундаментально переосмысливает роль микробного окисления — от чисто разрушительной силы к необходимому, конструктивному шагу в определённых типах исключительного сохранения окаменелостей .