布里斯托大学科学家参与的一项新发表的实验协议可能会改变研究化石的方式。

除了直接研究化石本身以外,还可以利用对新鲜生物遗体的实验处理来研究化石。

一种常用的实验方法称为“人工成熟”,其中高温和高压会加速化学降解反应,这种化学降解反应通常在数百万年的时间里发生,当化石被埋在地下深处并暴露于地热和上覆沉积物的压力下。

成熟期一直是有机地球化学家的主要研究对象,他们希望研究化石燃料的形成,并且在某些方面类似于生产人造钻石的更严格的实验条件。

最近,成熟度被用于研究特殊化石的形成,这些化石除了像骨头的矿化组织外,还保留着软组织为深色有机膜,包括来自中国的化石恐龙和有机保存的羽毛。

但是,许多成熟设备通常受限于小型密闭室的使用,这些密闭室不仅捕获了古生物学家和有机地球化学家感兴趣的高度稳定的有机分子,而且捕获了不太可能保留在其中的不稳定程度较低的分子的分解产物。化石。因此,实验与化石之间的直接比较变得复杂。

例如,当埃文·塞塔(Evan Saitta)最近在布里斯托大学的地球科学学院提交博士学位,现在是芝加哥自然历史博物馆的博士后研究员时,他在理学硕士期间对羽毛进行了这些更传统的成熟实验(也在布里斯托尔(Bristol),结果是产生了恶臭的液体。

雅各布Vinther,在布里斯托尔的高级讲师地球科学学院和生物科学学院以及Saitta的博士生和硕士导师,补充说:“我们逐渐认识到的是,化石不仅仅是他们腐烂的速度有多快的结果,而是而是不同组织的分子组成。然而,从概念上的跨越,从了解化学稳定性到了解组织和器官如何生存或不可能生存,这是固有的困难。”

塞塔说:“到了硕士课程结束,我变得有点野心勃勃。我对自己想,如果知道成熟是化石过程的有用模拟,那么对沉积在压实物中的标本进行这些实验可能只会产生“合成”化石。化石在沉积岩中形成,沉积岩可能是多孔的,并允许挥发性降解产物逸出。”

然后,Saitta与科学进步基金会的汤姆·凯伊(Tom Kaye)合作,他们提供了使这一想法成真所需的工程经验。

Kaye说:“我的实验室一直在处理高压设备。我们具有压缩样品周围基质的能力,这是模拟埋葬的游戏规则改变者。我们的下一步是扩展系统以采集大样本。”

正如研究人员在本周发表在《古生物学》杂志上的新论文中所描述的那样,结果并不令人失望。

Saitta解释说:“沉淀物起着过滤器的作用,使不稳定的分子从样品中逸出,露出褐色,扁平的骨头,周围是深色的有机膜,曾经是软组织。

“这些结果不仅在视觉上而且在显微镜下都非常类似于特殊的化石,如使用扫描电子显微镜所揭示的那样。”

用新方法处理过的羽毛和蜥蜴的有机膜位于称为黑素体的微观含颜料结构中,而不稳定的蛋白质和脂肪组织则降解并消失,就像Vinther等科学家已使用的特殊化石来重建这种结构一样。恐龙的原始颜色。

对叶和甲虫的初步测试也可与它们的化石等效物进行比较,并且树树脂甚至可以类似于化石椰子或琥珀的方式进行硬化。

研究人员说,沉积物过滤的新方法代表了较早的成熟实验的改进,并将允许检验有关化石和沉积物中有机物保存的许多假设。

除了模拟深埋的热量和压力之外,该协议的未来补充内容还将包括化石化的其他方面。

这项工作由伦敦地质学会的丹尼尔·皮丹基金会(Daniel Pidgeon Fund)资助。