Λαμπερά απολιθώματα αράχνης μπορεί να υπάρχουν χάρη στα μικροσκοπικά φύκια

0
Λαμπερά απολιθώματα αράχνης μπορεί να υπάρχουν χάρη στα μικροσκοπικά φύκια

Το μυστικό συστατικό για τη διατήρηση των απολιθωμάτων σε μια διάσημη γαλλική τοποθεσία δεν θα βρισκόταν σε ένα βιβλίο μαγειρικής της Julia Child. Ήταν μια κολλώδης ουσία φτιαγμένη από μικροφύκη, προτείνουν οι ερευνητές.

Μια ανάλυση απολιθωμάτων αράχνης περίπου 22 εκατομμυρίων ετών από έναν πλούσιο σε απολιθώματα βράχο σχηματισμό στο Aix-en-Provence της Γαλλίας, αποκαλύπτει ότι τα σώματα των αραχνοειδών ήταν επικαλυμμένα με μια πισσώδη μαύρη ουσία. Αυτή η ουσία, ένα είδος βιοπολυμερούς, πιθανώς εκκρίνεται από μικροσκοπικά φύκια που ονομάζονται διάτομα που ζούσε στα νερά της λίμνης ή της λιμνοθάλασσας στον αρχαίο χώρο, αναφέρουν οι επιστήμονες στις 21 Απριλίου στο Επικοινωνίες Γη & Περιβάλλον.

Το βιοπολυμερές δεν κάλυπτε μόνο τα σώματα των αραχνών – αλλά και τις τουρσί. Με την χημική αντίδραση με τους πλούσιους σε άνθρακα εξωσκελετούς των αραχνών, το γκάζι συνέβαλε στη διατήρηση των σωμάτων από την αποσύνθεση, επιτρέποντάς τους να γίνουν πιο εύκολα απολιθώματα, υποθέτει η ομάδα.

Μια ένδειξη ότι αυτή η επίστρωση μπορεί να παίζει ρόλο στην απολίθωση ήρθε όταν οι ερευνητές, από ιδιοτροπία, τοποθέτησαν ένα απολίθωμα αράχνης κάτω από ένα μικροσκόπιο φθορισμού. Προς έκπληξή τους, η ουσία έλαμψε ένα έντονο κίτρινο-πορτοκαλί. „Ήταν καταπληκτικό!“ λέει η γεωλόγος Alison Olcott του Πανεπιστημίου του Κάνσας στο Lawrence.

Η φθορίζουσα απεικόνιση ζωγράφισε μια φωτεινή, πολύχρωμη παλέτα σε αυτό που κατά τα άλλα ήταν ένα αρκετά αχνό απολίθωμα αράχνης, λέει ο Olcott. Στο πρωτότυπο, μετά βίας μπορούσε να ξεχωρίσει την αράχνη από τον βράχο φόντου. Αλλά κάτω από τον φθορισμό, λέει, το απολίθωμα της αράχνης έλαμπε σε ένα χρώμα, το φόντο σε άλλο και το βιοπολυμερές σε ένα τρίτο.

Αυτή η ανακάλυψη – μαζί με μια απότομη διακοπή στις αρχές του 2020 για τυχόν πρόσθετα σχέδια συλλογής απολιθωμάτων λόγω της πανδημίας COVID-19 – άλλαξε γρήγορα το επίκεντρο της δουλειάς της ομάδας. «Αν ήταν κανονικοί καιροί, αυτό θα ήταν ένα δευτερεύον σημείωμα σε μια μελέτη ταξινόμησης» που ταξινομεί τις αρχαίες αράχνες, λέει ο Olcott. Αντίθετα, «έπρεπε πραγματικά να εξερευνήσω αυτό που είχα», προσθέτει. «Ήμουν εγώ και αυτές οι εικόνες».

Στη συνέχεια, οι ερευνητές προσπάθησαν να εντοπίσουν τη χημική σύνθεση της μυστηριώδους ουσίας. Η πορτοκαλοκίτρινη λάμψη, διαπίστωσε η ομάδα, προέρχεται από άφθονο άνθρακα και θείο στην επίστρωση. «Αυτό με έκανε να σκεφτώ τη θείωση», λέει ο Olcott.

ένα απολίθωμα αράχνης με ένα ένθετο που δείχνει μια πίσσα που επικαλύπτει μέρος της αράχνης
Κάτω από το ορατό φως, αυτό το απολίθωμα μιας αράχνης περίπου 22 εκατομμυρίων ετών εμφανίζεται ως αχνό εντύπωμα στον βράχο. Χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, οι ερευνητές κατασκόπευσαν μια πίσσα μαύρη ουσία που επικαλύπτει μέρη της αράχνης (που φαίνεται στο κοντινό πλάνο του σώματος στο κέντρο δεξιά). Όταν παρατηρούνται με απεικόνιση φθορισμού (πάνω δεξιά), διαφορετικά συστατικά στο απολίθωμα ξεχωρίζουν με έντονο χρώμα, με βάση τη χημεία τους. Εδώ, η πλούσια σε θείο επίστρωση εμφανίζεται κίτρινη, ενώ το πλούσιο σε πυρίτιο φόντο εμφανίζεται ροζ.Α. ΌλκοτΚάτω από το ορατό φως, αυτό το απολίθωμα μιας αράχνης περίπου 22 εκατομμυρίων ετών εμφανίζεται ως αχνό εντύπωμα στον βράχο. Χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, οι ερευνητές κατασκόπευσαν μια πίσσα μαύρη ουσία που επικαλύπτει μέρη της αράχνης (που φαίνεται στο κοντινό πλάνο του σώματος στο κέντρο δεξιά). Όταν παρατηρούνται με απεικόνιση φθορισμού (πάνω δεξιά), διαφορετικά συστατικά στο απολίθωμα ξεχωρίζουν με έντονο χρώμα, με βάση τη χημεία τους. Εδώ, η πλούσια σε θείο επίστρωση εμφανίζεται κίτρινη, ενώ το πλούσιο σε πυρίτιο φόντο εμφανίζεται ροζ.Α. Όλκοτ

Η θείωση είναι η αντίδραση του οργανικού άνθρακα με το θείο, το οποίο σχηματίζει ισχυρούς χημικούς δεσμούς με τον άνθρακα, καθιστώντας τον πιο ανθεκτικό στην αποικοδόμηση και τη διάσπαση – παρόμοιο με το πώς οι κατασκευαστές ελαστικών σκληραίνουν το καουτσούκ για να το κάνουν πιο ανθεκτικό. Η διαδικασία απαιτεί μια έτοιμη παροχή θείου διαθέσιμο για συγκόλληση.

Στη σύγχρονη εποχή, τέτοια μια παροχή προέρχεται από τις πλούσιες σε θείο εκκρίσεις των διατόμων, μικροφύκη που βρέθηκαν να επιπλέουν σε πολλά νερά σε όλο τον κόσμο. Όταν αυτές οι εκκρίσεις συναντούν θαλάσσια σωματίδια φορτωμένα με άνθρακα που κατευθύνονται προς τον πυθμένα του ωκεανού, αυτή η διαδικασία θείωσης βοηθά να κλειδώσει ο άνθρακας στη θέση του και πιθανώς να τον κρατήσει θαμμένο στον πυθμένα της θάλασσας.

Ομοίως, η θείωση μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση των ευαίσθητων απολιθωμάτων πλούσιων σε άνθρακα, βοηθώντας τα να αντέξουν τη δοκιμασία εκατομμυρίων ετών γεωλογικού χρόνου, λέει ο Olcott. Οι επιστήμονες έχουν συχνά σημειώσει διάτομα στους σχηματισμούς βράχων που φέρουν απολιθώματα του Aix-en-Provence, καθώς και σε πολλές παρόμοιες τοποθεσίες πλούσιες σε απολιθώματα, προσθέτει. «Όλοι βλέπουν διάτομα παντού. Σκεπτόμενος αυτό και τη χημεία, είπα, «Περίμενε ένα λεπτό. Όλα τα κομμάτια είναι εδώ για να γίνει αυτή η χημεία».

Η διατήρηση των αραχνοειδών θα μπορούσε να ήταν έτσι: Μια νεκρή αράχνη, που επέπλεε στη στήλη του νερού, καλύφθηκε από την κολλώδη λάσπη των διατόμων. Το γκάζι αντέδρασε χημικά με τον εξωσκελετό χιτίνης της αράχνης, λίγο-πολύ τουρσί τον και διατηρώντας τον εξωσκελετό σε μεγάλο βαθμό άθικτο και έτοιμο για απολίθωση.

Αυτό το σενάριο «έχει νόημα με βάση όσα γνωρίζουμε για την ανακύκλωση οργανικού θείου σε σύγχρονα περιβάλλοντα μέχρι στιγμής», λέει ο Morgan Raven, οργανικός γεωχημικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα. Οι επιστήμονες έχουν ακόμα πολλά να μάθουν για τις συνθήκες που επιτρέπουν σε υλικά όπως η χιτίνη να θειώνονται, λέει ο Raven. «Αλλά αυτή η μελέτη υπογραμμίζει γιατί αυτό έχει σημασία».

Για παράδειγμα, εάν η θείωση βοηθά επιλεκτικά στη διατήρηση ορισμένων τύπων οργανικής ύλης – όπως απολιθώματα με μαλακό σώμα – αυτό «θα μπορούσε να είναι ένα κρίσιμο φίλτρο στο αρχείο απολιθωμάτων μας, επηρεάζοντας αυτό που κάνουμε και τι δεν γνωρίζουμε για την εξέλιξη των φυτών και των ζώων», προσθέτει.

Αυτή η διαδικασία θείωσης με τη βοήθεια διατόμων μπορεί να λειτουργούσε σε άλλες τοποθεσίες πλούσιες σε απολιθώματα κατά την Καινοζωική Εποχή, λέει ο Olcott. Αυτό το χρονικό διάστημα ξεκίνησε πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια, αφού ένας αστεροειδής τελείωσε την Εποχή των Δεινοσαύρων, και συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Πριν από εκείνη την εποχή, τα διάτομα δεν ήταν ευρέως διαδεδομένα. Αυτό δεν συνέβη έως ότου φύτρωσαν σε όλο τον κόσμο χόρτα που φέρουν πυρίτιο κατά τη διάρκεια του Καινοζωικού, προσφέροντας μια έτοιμη πηγή πυριτίου για τα μικροσκοπικά πλάσματα να χτίσουν το ευαίσθητο σώμα τους (SN: 1/5/19).

Είναι άγνωστο εάν άλλα φύκια που παράγουν βιοπολυμερή θα μπορούσαν να βοήθησαν στην απολίθωση πλασμάτων με μαλακό σώμα από ακόμη νωρίτερα, όπως κατά την άνθηση των μορφών ζωής της Κάμβριας Περιόδου που ξεκίνησαν περίπου 541 εκατομμύρια χρόνια πριν, λέει ο Olcott (SN: 24/4/19). «Αλλά θα ήταν πολύ ενδιαφέρον να το επεκτείνουμε περαιτέρω».

Schreibe einen Kommentar