От дельфинов до динозавров — как в окаменелостях сохраняются мельчайшие детали

Учёные из Университета Квазулу-Натал и Кардиффского университета исследуют, почему в некоторых окаменелостях мягкие ткани сохраняются в мельчайших деталях, а в других большая часть деталей теряется.

После смерти начинается гонка между разрушением мягких тканей и минерализацией туши. Ранняя минерализация — важный фактор сохранения, так как ткани могут быстро разложиться. Однако некоторые окаменелости, например из нижнемеловой группы Жэхэ в Китае, сохранились исключительно хорошо.

Роль обезвоживания

Одна из теорий предполагает, что если тело обезвоживается (например, во время засухи), а затем снова насыщается водой (например, при наводнении), мягкие ткани могут сохраниться очень хорошо. Быстрое захоронение также может замедлить разложение, позволяя произойти минерализации. Окаменелости из песчаниковых областей часто сохраняют больше мягких тканей, возможно, из-за пористой природы песчаника, который позволяет дренировать агенты разложения.

Исследование коллагена

Учёные использовали не-кристаллическую дифракционную линию I22 в Diamond Light Source, а также сканирующую и просвечивающую электронную микроскопию и малоугловое рентгеновское рассеяние для изучения процессов разложения коллагена в тканях дельфина, черепахи и питона. Коллаген — доминирующий белок, составляющий около трети белка у большинства позвоночных.

Результаты

Исследование показало, что коллаген из образцов дельфина, который был захоронен на год, а затем обезвожен, сохранил свою структурную целостность и показал мало признаков деградации. Структура его коллагеновых фибрилл оказалась поразительно похожей на структуру коллагена в окаменелом хряще возрастом 20–25 тысяч лет. Регидратация образцов показала незначительные изменения в структуре коллагена, что означает: обезвоживание продлевает время до начала разложения без существенного структурного повреждения коллагена.

Исторический контекст и выводы

Массовая гибель крупных животных в периоды сезонных засух была вероятным явлением. Их скопления часто встречаются вдоль пересохших русел рек и у водопоев, где туши могли обезвоживаться, а затем регидратироваться во время сезонных дождей, с последующим быстрым захоронением под илом и грязью. Эти условия соответствуют сценариям сохранения мягких тканей.

«Наше исследование продемонстрировало правдоподобные сценарии, при которых мягкие ткани могут хорошо сохраняться в древних окаменелостях. В частности, мы увидели, что интенсивное обезвоживание и регидратация могут происходить без значительного структурного ущерба», — сказала Джоанна Глаб, учёный из Кардиффского университета.