Отойди в сторону, скелеты - новый мир биохимических «сигнатур», обнаруженных во всех видах древних окаменелостей, открывается палеонтологам, предоставляя новый путь для понимания основных вопросов эволюции.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, исследователи Йельского университета изложили новый подход к поиску биологических сигналов, которые, как считалось, были потеряны в процессе окаменения. Новый подход уже дал ценную информацию о мягких панцирях первых яиц динозавров и показал, что древнее существо, известное как монстр Талли, было очень необычным позвоночным.
«Мы обнаружили, что молекулярные углеродсодержащие остатки почти всегда сохраняют микроскопический ключ к разгадке в окаменелостях», - сказала Ясмина Виманн, аспирант факультета наук о Земле и планетах Йельского университета и первый автор исследования.. «Ископаемое органическое вещество - это дикая смесь вещей, основанная на продуктах химического разложения исходных биомолекул».
Работая с палеонтологом из Йельского университета Дереком Бриггсом и химиком из Йельского университета Джейсоном Кроуфордом, которые являются соавторами исследования, Виманн проанализировал молекулярный состав 113 окаменелостей животных, возраст которых составляет 541 миллион лет. Это самый большой набор данных об окаменелостях, которые можно проанализировать с помощью химических средств.
То, что они обнаружили, было обилием мягких тканей, которые окаменели в полимеры. Распознавание этих полимеров и мягких тканей, которые они представляют, может помочь исследователям определить, как различные животные соотносятся друг с другом в истории эволюции.
«Мы показываем, что белки, липиды и сахара во всех типах тканей животных сходятся по составу во время окаменения посредством таких процессов, как липоксидация и гликооксидация, с образованием полимеров», - сказал Бриггс, исследователь G. Эвелин Хатчинсон, профессор геологии и геофизики Йельского факультета искусств и наук.
Виманн использовал спектральный анализ комбинационного рассеяния - метод неразрушающего химического анализа - чтобы определить, существуют ли идентифицируемые биохимические признаки, которые сохраняются в этих полимерах.
На данный момент она и ее коллеги обнаружили три основные категории сигнатур: сигналы биоминерализации (которые помогли определить мягкую природу скорлупы яиц ранних динозавров); тканевые сигналы, которые различают, например, кутикулу насекомого и хрящ позвоночных (используемые для идентификации Tully Monster как позвоночного); и филогенетические сигналы, основанные на продуктах окаменения аминокислот, раскрывающие родство животных.
Исследователи заявили, что понимание биологических признаков в окаменелостях может фундаментально продвинуть научные знания об эволюции жизни на Земле.
«При таком подходе мы можем двигаться в нескольких различных направлениях исследований, представляя важные вопросы эволюции животных с ответами, которые, как мы думали, находятся за пределами досягаемости окаменелостей», - сказал Виманн..
Гранты Йельского института биосферных исследований и Геологического общества Америки финансировали исследование.