Крошечная передняя часть стопы ящерицы рода Anolis была заперта в янтаре около 15-20 миллионов лет назад. Каждая деталь этого редкого ископаемого видна под микроскопом. Но внешне очень хорошее состояние обманчиво: кость в значительной степени разложилась и химически трансформировалась, от первоначальной структуры осталось очень мало. Результаты, которые теперь представлены в журнале PLOS ONE, дают важные сведения о том, что именно происходит во время окаменения.
Как окаменелости сохраняются миллионы лет? Быстрое внедрение является важной предпосылкой для защиты организмов, например, от доступа падальщиков. Например, разложение микроорганизмами может быть предотвращено за счет чрезмерной засушливости. Кроме того, исходное вещество постепенно замещается минералами. Давление отложений на вершине окаменелости гарантирует, что окаменелость затвердеет. «Это теория», - говорит Йонас Бартель, докторант Института наук о Земле Боннского университета. «То, как именно происходит окаменение, в настоящее время является предметом интенсивных научных исследований».
Янтарь считается отличным консервантом. Мелких животных можно заключить в каплю древесной смолы, которая со временем затвердевает. Группа геологов из Боннского университета исследовала необычную находку из Доминиканской Республики: крошечная передняя часть стопы ящерицы рода Anolis заключена в кусок янтаря размером всего около двух кубических сантиметров. Виды Anolis существуют и сегодня.
Включения позвоночных в янтаре очень редки
Государственный музей естественной истории Штутгарта доверил экспонат для изучения палеонтологам Боннского университета.«Включения позвоночных в янтаре очень редки, большинство из них - окаменелости насекомых», - говорит Бартель. Ученые воспользовались возможностью исследовать окаменение, казалось бы, очень хорошо сохранившегося фрагмента позвоночного. С 2018 года существует совместный исследовательский проект Боннского университета с Немецким исследовательским фондом, который способствует пониманию фоссилизации с использованием экспериментальных и аналитических подходов. Настоящее исследование также проводилось в рамках этого проекта.
У исследователей были подготовлены тонкие срезы для микроскопии в Институте эволюционной биологии Боннского университета. Когти и пальцы на ногах очень хорошо видны в медово-коричневой янтарной массе, как будто смола дерева только что капнула на них, а ведь крошечной ступне около 15-20 миллионов лет.
Сканирование на микрокомпьютерном томографе Института наук о Земле показало, что передняя часть стопы сломана в двух местах. Один из переломов окружен небольшой припухлостью. «Это указывает на то, что ящерица, возможно, была ранена хищником», - говорит Бартель. Второй перелом произошел уже после того, как окаменелость была замурована - как раз в том месте, где в янтаре проходит небольшая трещина.
Янтарь не защищал от воздействия окружающей среды
Анализ шлифа костной ткани методом рамановской спектроскопии выявил состояние костной ткани. Минерал гидроксиапатит в кости был преобразован во фторапатит путем проникновения фтора. Бартель: «Это удивительно, потому что мы предполагали, что окружающий янтарь в значительной степени защищает окаменелость от воздействий окружающей среды». Тем не менее, небольшая трещина, возможно, способствовала химическому преобразованию, позволяя богатым минералами растворам проникать внутрь. Кроме того, спектроскопия комбинационного рассеяния показывает, что коллаген, эластичный компонент кости, в значительной степени деградировал. Несмотря на кажущуюся очень хорошую сохранность, на самом деле от исходной структуры ткани осталось очень мало.
«Мы должны ожидать, что, по крайней мере, в янтаре из Доминиканской Республики макромолекулы больше не обнаруживаются», - говорит руководитель исследования, профессор, доктор Джес Раст из Института наук о Земле. Не удалось обнаружить более сложные молекулы, такие как белки, но окончательные анализы еще не завершены. Таким образом, процессы разложения в этом янтарном месторождении очень продвинуты, и от исходного вещества осталось очень мало.
Кислоты в древесной смоле атакуют кости
Янтарь обычно считается идеальным консервантом: благодаря древесной смоле мы получаем важную информацию о мире насекомых, существовавшем миллионы лет. Но в костной ткани ящерицы смола, возможно, даже ускорила процессы деградации: кислоты в древесном секрете, вероятно, воздействуют на апатит в костях - подобно кариесу..