«Апостериори»: Палеонтологи выяснили, как органические молекулы могут сохраняться в окаменелостях миллионы лет

Новости науки и технологий

Поддержите «Эхо», если вы не в России

Палеонтологи исследовали кость птерозавра возрастом около 113 миллионов лет, найденную в Бразилии, и предложили новый механизм, объясняющий, как в подобных ископаемых могут сохраняться не только мельчайшие детали строения, но и следы органических веществ.

Обычно после смерти животного мягкие ткани быстро разрушаются бактериями. Именно поэтому большинство ископаемых представляют собой лишь минерализованные кости или отпечатки. Однако иногда встречаются исключения. В некоторых окаменелостях удаётся обнаружить структуры, напоминающие кровеносные сосуды, мышечные или коллагеновые волокна, а иногда даже отдельные органические соединения. До сих пор оставалось не совсем понятно, какие именно процессы позволяют таким остаткам пережить десятки и даже сотни миллионов лет.

Авторы нового исследования изучили кость крыла птерозавра из формации Ромуальдо, известной своими исключительно хорошо сохранившимися ископаемыми древних позвоночных. С помощью компьютерной томографии, электронной микроскопии, минералогического и химического анализа они реконструировали историю превращения останков в окаменелость.

Полученные результаты оказались довольно неожиданными. Долгое время считалось, что исключительная сохранность подобных ископаемых объясняется прежде всего отсутствием кислорода. В бескислородной среде большинство аэробных микроорганизмов не может эффективно разлагать органические ткани, поэтому они сохраняются значительно дольше.

Однако авторы новой работы показали, что в данном случае ситуация могла быть совсем иной. После гибели животного микроорганизмы начали разлагать ткани, выделяя органические кислоты. В результате рядом с останками возникла локальная кислая микросреда, сильно отличавшаяся от окружающего осадка. Именно эта кратковременная стадия, по мнению исследователей, стала ключевой. Повышенная кислотность способствовала быстрому образованию минерала фторапатита – разновидности апатита, составляющего основу костной ткани. Этот процесс «законсервировал» внутреннюю структуру кости ещё до того, как она успела полностью разрушиться.

Позднее полости внутри кости последовательно заполнялись тремя различными поколениями кристаллов кальцита. Каждый новый слой создавал дополнительную защитную оболочку. В результате образовалась многослойная минеральная капсула, изолировавшая остатки органического вещества от дальнейших химических изменений на протяжении более чем ста миллионов лет.

Исследователи также обнаружили в кости минералы барит и целестин. Их присутствие указывает на активную работу серных бактерий, которые, вероятно, сыграли важную роль в создании условий для такой минерализации. Авторы считают, что именно взаимодействие различных групп микроорганизмов последовательно изменяло химические условия вокруг останков и запускало каждый следующий этап образования минералов.

Интересно, что внутри ископаемого удалось обнаружить и стероидные биомаркеры – устойчивые органические молекулы. Анализ их изотопного состава показал, что рацион этого птерозавра, вероятнее всего, состоял преимущественно из рыбы и головоногих моллюсков. Это стало первым подобным молекулярным свидетельством, позволяющим судить о питании птерозавров.

При этом авторы подчёркивают важную деталь. Работа не означает, что учёные нашли неизменённый коллаген возрастом 113 миллионов лет. Напротив, дополнительные анализы показали, что первоначальные белки за это время значительно изменились. Сохранились не сами белки, а следы их химических превращений, оказавшиеся запечатанными внутри минеральной структуры.

По мнению исследователей, предложенный механизм может объяснять не только сохранность этого конкретного птерозавра. Похожие признаки они обнаружили и у других исключительно хорошо сохранившихся ископаемых – например, у древних рыб и ихтиозавров. Если гипотеза подтвердится, это поможет целенаправленно искать местонахождения, где вероятность сохранения древних органических соединений особенно высока.

Такие находки позволяют не только изучать строение давно вымерших животных, но и получать информацию об их физиологии, образе жизни и даже пищевых цепях древних экосистем. А значит, понимание процессов фоссилизации может стать не менее важным для палеонтологии, чем обнаружение самих редких ископаемых.