Минерализация насекомых в янтаре меняет представления о тафономии

Включения в янтаре могут сохранять органы, ткани и клетки организмов с высокой точностью и считаются "исключительно сохранившимися" окаменелостями.

Обычно считается, что включения в янтаре — это мумифицированные останки или полые слепки, а полости и стенки этих слепков заполнены углеродистым материалом. Однако эта модель может быть неприменима ко всем включениям.

Цзян Хуэй, аспирант под руководством профессоров Ван Бо и Чжан Хайчунь из Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук, вместе с коллегами из Боннского университета, Корнелл-колледжа и других учреждений доказали широкое распространение минерализации насекомых в качинском янтаре и реконструировали тафономические пути минерализованных включений.

Исследование опубликовано в Geobiology 25 февраля.

Вскрыв несколько кусочков янтаря и применив различные методы, исследователи обнаружили кальцификацию и силицификацию насекомых в янтаре — процессы, крайне редкие в летописи насекомых.

Анализ показал, что минерализованные насекомые состоят из кальцита, микрокристаллического и макрокристаллического кварца. Эти минералы занимают положение многочисленных тканей и субстратов, выступая как замещающие минералы в органических структурах и как цемент, заполняющий пустоты в телах насекомых.

"Сохранность минерализованных насекомых невероятна: полностью кальцифицированные сложные глаза, изысканные структуры кутикулы, а также кожные сенсиллы", — сказал Цзян Хуэй.

В силицифицированных образцах тонкие структуры тела, такие как трахеи и волокнистые структуры, сохранились в форме микрокристаллического кварца, а полости тела выглядели как жеоды агата.

У насекомых обычно нет биоминерализованных тканей из кремнезема или карбоната кальция.

"Химические вещества, приведшие к силицификации и кальцификации насекомых Качина, предположительно, происходили из двух источников: разложения их тканей в результате микробного дыхания и флюидов из окружающей среды", — сказал профессор Ван Бо.

"Однородные минералы во включениях янтаря также осаждаются в трещинах матрицы янтаря вокруг включений. Это говорит о том, что флюид, несущий минерализующие реагенты, проникал в янтарь по трещинам, а затем контактировал со включениями", — сказал профессор Чжан Хайчунь.

Пирит в силицифицированной ноге насекомого может быть свидетельством микробного сульфатредукции. Другие процессы, такие как восстановление железа и метаногенез, также могли способствовать кальцификации и силицификации. Все эти процессы генерируют HCO₃^-, который может реагировать с растворенным Ca²⁺, осаждаясь в виде кальцита.

Растворенный кремнезем мог поступать из вулканических жерл, гидротермальных источников или в результате диагенеза глин. Качинский янтарь встречается вместе с вулканокластической породой и сохранился в мелководных, прибрежных осадочных условиях, где испарение морской воды могло влиять на уровень растворенного кремнезема.

Гематит и гетит образуются в окислительных средах и могут указывать на диагенетические поровые флюиды, сформировавшиеся во время тектонических процессов, или грунтовые воды, способствовавшие континентальному выветриванию. Наличие органического вещества во включениях может обеспечивать реакционные поверхности для нуклеации пленок кремнезема и кальцита.

Это новое открытие указывает, что минерализация сыграла важную роль в сохранении окаменелостей в качинском янтаре, и минерализация в янтаре распространена шире, чем принято считать.

Результаты демонстрируют, что смола и янтарь — не закрытые системы. Флюиды (например, осадочные поровые воды, диагенетические флюиды, грунтовые воды) на различных стадиях захоронения могут взаимодействовать с янтарем на протяжении всей его геологической истории и влиять на качество и точность сохранения включений.