Första steroidbiomarkörerna i ett pterosauriefossil – revolutionerar förståelsen av fossilisering

För första gången upptäckte forskarna steranbiomarkörer – kolesterolderivat – i ett pterosauriefossil . Kolisotopanalys av dessa föreningar pekar på en diet bestående av fisk eller bläckfiskliknande havsdjur, vilket överensstämmer med djurets tand- och skallmorfologi . De molekylära bevisen ger ett direkt kemiskt fönster in i pterosauriens trofiska ekologi som benens form inte ensam kan ge.

Det geologiska valvet: Hur flerstegsmineralisering bevarade benet i 3D

Teamet dokumenterade en sekvens av mineralbarriärer som fungerade som ett naturligt "geologiskt valv" . Först bildades fluorapatit (ett kalciumfosfat) snabbt i och runt benet, vilket stabiliserade fina strukturella detaljer. Därefter fyllde successiva lager av kalcit gradvis benhålan. Kritisk nog är kalciten utarmad på kol-13, vilket indikerar att härstammar från nedbrytningen av pterosauriens egna fettvävnader och lipider . Den flerskiktade mineralbeläggningen skyddade organiska föreningar – inklusive steroidbiomarkörer och mikroskopiska strukturer som liknar kollagenfibrer – från kemisk nedbrytning i 113 miljoner år .

Mikrober som både förstörare och bevarare

Studien dokumenterar en komplex, flerstegs mineraliseringsprocess driven av lokala redox- (oxidations-reduktions) skiftningar under tidig diagenes . Svaveloxiderande bakterier (SOB) – identifierade av mineralerna baryt och celestit som de lämnade efter sig – var nyckelaktörer . Dessa mikrober bröt ner mjukvävnad och fett, vilket frigjorde kol som drev kalcitens utfällning. Samtidigt skapade deras aktivitet de kemiska förhållanden som förseglade benet i skyddande mineraler innan känsliga strukturer kunde gå förlorade .

Därför förändrar detta fossiliseringsreglerna

Konventionellt tänkande har hävdat att syre och mikrobiell oxidation är destruktiva – att nedbrytande mikrober konsumerar och utplånar mjukvävnader och biomolekyler, och att exceptionellt bevarande kräver syrefria förhållanden för att undertrycka mikrobiell aktivitet. Denna studie kullkastar det antagandet på två sätt :

• Mikrobiell oxidation var nödvändig, inte skadlig. Svaveloxiderande och andra nedbrytande mikrober förstörde inte bara vävnaden; de skapade aktivt de geokemiska gradienter som drev fluorapatit- och kalcitutfällning, vilket fysiskt bevarade benet i tre dimensioner .
• Syre-mikrober-interaktioner möjliggjorde överlevnad av biomolekyler. Samma oxidationsprocesser som bröt ner fettvävnad frigjorde kol som matade kalcitbildning, medan den snabbt bildande mineralhinnan fångade in och skyddade steroidbiomarkörer och kollagenliknande strukturer från ytterligare nedbrytning .

Som Grice uttryckte det: "I stället för att förstöras av syre, bevaras vissa fossil tack vare det, genom oxidationsprocesser utförda av gamla mikrobiom" . Teamet föreslår att detta är en ny global Lagerstätten-mekanism – en vanlig väg för exceptionellt fossilbevarande som nu identifieras på andra fossilplatser .

Den större bilden

Den Curtin-ledda studien är den första som återvinner steroidbiomarkörer från en pterosaurie, vilket avslöjar en fisk/bläckfiskdiet. Den visar att flerstegsmineralisering, driven av svavelmetaboliserande mikrober och lokala redoxskiftningar, var nyckeln till vingens 3D-bevarande. Och den omformulerar i grunden rollen för mikrobiell oxidation från en rent destruktiv kraft till ett nödvändigt, konstruktivt steg i vissa typer av exceptionellt fossilbevarande .