Обнаружены древнейшие сложные органические молекулы в окаменелостях

Геологи из Университета штата Огайо выделили сложные органические молекулы из окаменелостей морских существ возрастом 350 миллионов лет — самые древние из когда-либо найденных. Молекулы могли функционировать как пигменты, но исследование предлагает гораздо более важное открытие: совершенно новый способ отслеживания эволюции видов.

Докторант Кристина О’Мэлли обнаружила оранжевые и желтые органические молекулы внутри окаменелых останков нескольких видов морских существ — криноидов. Самые древние окаменелости в исследовании относятся к Миссисипскому периоду.

Криноиды существуют и сегодня. Хотя они напоминают растения, это морские животные. Они прикрепляются ко дну и питаются планктоном.

Криноиды в этом исследовании имели похожие на цветы венчики на тонких стебельках высотой около 15 см — вид, напоминающий «морскую звезду на палочке».

Поскольку современные криноиды демонстрируют диапазон цветов, геологи не были удивлены, обнаружив некоторые из этих оттенков в 350-миллионнолетних образцах.

«Люди давно подозревали, что органические молекулы можно найти внутри окаменелостей. Это первый раз, когда ученым удалось их обнаружить», — отметил соавтор исследования.

Хотя молекулы можно классифицировать как пигменты, нельзя быть уверенным, что они выполняли именно эту функцию у древних животных. Они могли служить и другой цели, например, защите от хищников.

Поскольку молекулы, по-видимому, немного различаются у каждого вида криноидов, ученые теперь могут использовать пигменты в качестве биомаркеров для построения родственных связей на семейном древе этих существ. До этого они могли делать выводы о родстве криноидов только на основе размера и формы ключевых особенностей их скелетов.

«Это может стать новым инструментом для понимания того, как давно вымершие существа стали столь многочисленными и успешными. Мы не можем путешествовать во времени, но теперь мы можем искать ключи к жизни этих существ способом, который раньше не использовался», — заявила Кристина О’Мэлли.

Ученые обычно видят окаменелые растения и животных в серых и коричневых тонах осадочной породы, такой как известняк в этом исследовании. Порода неорганическая и замещает органические молекулы, такие как пигменты, в процессе фоссилизации. Открытие О’Мэлли и ее коллег заключается в том, что некоторые органические молекулы иногда переживают этот процесс.

«Скелет криноида очень пористый, и мы считаем, что когда неорганические молекулы заполняли пространства скелета во время сохранения, некоторые органические молекулы оказались в ловушке внутри окаменелости», — объяснила она.

О’Мэлли обнаружила пигменты в каждом образце криноида, который она отобрала с трех местонахождений: одного в Швейцарии и двух в Индиане.

Образцы из Индианы датируются 350 миллионами лет (Миссисипский период), когда большая часть Северной Америки была покрыта мелким внутренним морем. Окаменелости из Швейцарии относятся к Юрскому периоду (60 миллионов лет назад). Места сохранили криноидов исключительно хорошо, вероятно, из-за внезапного шторма, который погреб их в осадке.

Если пигменты будут обнаружены в других окаменелостях, эта методика может стать надежным способом проследить эволюцию видов. Пока что биомаркеры криноидов хорошо согласуются с существующими представлениями ученых о родстве этих видов.

О’Мэлли выделила пигменты, измельчив небольшие фрагменты окаменелости и растворив органические молекулы. Затем она ввела крошечный образец раствора в газовый хроматограф-масс-спектрометр. Прибор испарил раствор, чтобы магнит мог разделить отдельные молекулы на основе электрического заряда и массы. Компьютерное программное обеспечение затем идентифицировало молекулы.

Были обнаружены оранжевые и желтые органические молекулы, а также несколько других молекул, которые еще предстоит идентифицировать. Стандартное программное обеспечение было разработано только для идентификации обычных лабораторных соединений. Исследовательница хотела бы создать собственную базу данных органических молекул из окаменелостей, а также извлечь пигменты из других морских ископаемых.