Перші стероїдні біомаркери у скам'янілості птерозавра перевертають столітню теорію скам'яніння

Вперше дослідники виявили стеранові біомаркери — похідні холестерину — у будь-якій скам'янілості птерозавра . Аналіз ізотопів вуглецю в цих сполуках вказує на раціон, що складався з риби або морських тварин, схожих на кальмарів, що узгоджується з морфологією зубів і черепа тварини . Молекулярні докази пропонують пряме хімічне вікно в трофічну екологію птерозавра, яке форма кістки сама по собі не може надати.

Геологічний сейф: як багатостадійна мінералізація зберегла кістку в 3D

Команда задокументувала послідовність мінеральних бар'єрів, які діяли як природний «геологічний сейф» . Спочатку фторапатит (фосфат кальцію) швидко утворився всередині та навколо кістки, стабілізуючи дрібні структурні особливості. Далі, послідовні шари кальциту поступово заповнили порожнину кістки. Критично важливо, що кальцит збіднений на ізотоп вуглецю-13, що вказує на його походження від розкладання власних жирових тканин і ліпідів птерозавра . Багатошарова мінеральна оболонка захистила органічні сполуки, включаючи стероїдні біомаркери та мікроскопічні структури, що нагадують колагенові волокна, від хімічної деградації протягом 113 мільйонів років .

Мікроби як руйнівники та зберігачі одночасно

Дослідження документує складний, багатостадійний процес мінералізації, спричинений локальними змінами окисно-відновних умов (редокс) під час раннього діагенезу . Сіркоокиснювальні бактерії (SOB), ідентифіковані за мінералами баритом і целестином, які вони залишили після себе, були ключовими гравцями . Ці мікроби розщеплювали м'які тканини та жири, вивільняючи вуглець, який живив осадження кальциту. Водночас їхня активність створила хімічні умови, які запечатали кістку в захисних мінералах до того, як делікатні структури могли бути втрачені .

Чому це змінює правила скам'яніння

Традиційне мислення стверджувало, що кисень і мікробне окиснення є руйнівними — що мікроби розкладання споживають і стирають м'які тканини та біомолекули, і що виняткове збереження вимагає безкисневих умов для придушення мікробної активності. Це дослідження спростовує це припущення двома способами :

• Мікробне окиснення було необхідним, а не шкідливим. Сіркоокиснювальні та інші мікроби розкладання не просто знищили тканину; вони активно створили геохімічні градієнти, які спричинили осадження фторапатиту та кальциту, що фізично зберегло кістку в трьох вимірах .
• Взаємодія кисню та мікробів уможливила виживання біомолекул. Ті самі окисні процеси, які розщеплювали жирову тканину, вивільняли вуглець, який живив утворення кальциту, тоді як мінеральна кірка, що швидко формувалася, захоплювала та захищала стероїдні біомаркери та колагеноподібні структури від подальшої деградації .

Як заявила Грайс: «Замість того, щоб бути зруйнованими киснем, деякі скам'янілості зберігаються завдяки йому, через окисні процеси, здійснювані стародавніми мікробіомами» . Команда пропонує це як новий глобальний механізм Lagerstätten — поширений шлях для виняткового збереження скам'янілостей, який зараз ідентифікується в інших місцях скам'янілостей .

Загальна картина

Дослідження під керівництвом Університету Кертіна вперше виявило стероїдні біомаркери у птерозавра, розкривши рибний/кальмаровий раціон. Воно демонструє, що багатостадійна мінералізація, спричинена мікробами, що метаболізують сірку, та локальними змінами редокс-потенціалу, була ключем до тривимірного збереження крила. І воно фундаментально переосмислює роль мікробного окиснення з суто руйнівної сили на необхідний, конструктивний крок у певних типах виняткового збереження скам'янілостей .