Фосфатная окаменелость произошла в необычных обстоятельствах, чтобы сохранить некоторые микрофоссилий с чрезвычайно высоким разрешением, тщательная подготовка которых может даже выявить сохраненные клеточные структуры. Такие микроскопические окаменелости можно увидеть только под растровым электронным микроскопом .
Механизм
Требуются большие количества фосфата либо из морской воды, либо из тканей разлагающегося организма. В некоторых случаях микробы контролируют фосфатизацию, и остатки микробов, которые питались консервированной тканью, образуют окаменелость. В другом случае ткань сама является источником фосфата, а ее фосфатированные остатки образуют ископаемые. В промежуточном случае фосфатированная ткань сохраняет отпечатки фосфатирующих микробов. [1]
Сохранение фосфатов в окаменелостях сланцевого типа Берджесс
Окаменелости мягких тканей, такие как найденные в сланцах Берджесс , встречаются редко. В некоторых случаях их внутренние органы воспроизводятся в фосфате. Фосфат в основном поступает из самой ткани и позже может быть заменен карбонатом кальция. [2] Низкий pH снижает вероятность осаждения CaCO 3 , освобождая путь для отложений фосфатов. [2] Этому способствует отсутствие кислорода в разлагающейся ткани. Соответственно, (вторичный) фосфат обычно сохраняется только в замкнутых пространствах, таких как плотно закрытая раковина двустворчатых моллюсков. [3]
Более высокие концентрации фосфатов в морской воде не усиливают фосфатизацию, что может показаться естественным; скорее, он увеличивает скорость распада организма, возможно, потому, что минерал «удобряет» разлагающиеся микроорганизмы. [2]
Фосфатизация может происходить быстро: хитиновые структуры, поддерживающие жабры двустворчатых моллюсков, могут быть заменены фосфатом кальция [4] с небольшой помощью сопутствующих бактерий всего за два-шесть дней. [5] Жаберные оси и мускулатура двустворчатых моллюсков также могут сохраняться в фосфате. [4] Структура , которые наиболее известно сохранившаяся в фосфатном в Burgess Shale является кишка железа леанхойлии , [6] , возможно , по причине их центрального положения и правдоподобен низок рНа?
Фосфатизация может быть опосредована микробами, особенно в устойчивых к гниению группах, таких как членистоногие ; или с преобладанием субстрата, когда богатая фосфатом ткань ведет процесс минерализации (как у рыб). Головоногие моллюски находятся где-то между этими двумя крайностями. [1]
Ископаемые, содержащие только фосфаты
В фосфатных окаменелостях сохранность настолько хороша, что сохранилась даже некоторая клеточная структура. Фосфатное микрофоссилие о формировании Doushantuo ( QV ), ископаемых богатых lagerstätte в эдиакарский период, около 590-565 млн лет (megaannua; миллионов лет назад), показать некоторые из наиболее впечатляющего сохранения сотового уровня , известное из геологической летописи. Окаменелости могут быть бластулами многоклеточных животных, возможно, эмбрионами животных на ранней стадии деления клеток.
Формация Душантуо представляет собой классический пример фосфатной фоссилизации:
- «Этот слой окаменелостей с высоким разрешением состоит примерно на 30% из фосфата, присутствующего в виде минерала фторапатита [Ca 5 (PO 4 ) 3 F]. Фосфатные пласты в пределах этого месторождения представляют собой грейнстоуны, состоящие из фосфокластов толщиной от 1 до 5 мм. Они происходят из фосфатной поверхности, которая образовалась на морском дне в процессе перекристаллизации существующих поверхностных отложений. Помимо замены карбонатных отложений, мягкие ткани зародышей многоклеточных животных, личинок, взрослых особей и водорослей, по-видимому, также подверглись минерализации. Затем фосфатизированная корка отложений была разбита на мелкие фрагменты сильным током, а затем переотложена и смешана с соседними известковыми илами. [7] Тщательные кислотные ванны вытравливают известняковую матрицу, медленно растворяя карбонаты, и обнаруживают фосфаты, которые заменили органические структуры, как описывает д-р Чен. Есть и другие способы окаменения, представленные в формации Доушантуо.
Для уточнения внутренней структуры окаменелых эмбрионов используется специальная микроскопическая трехмерная рентгеновская компьютерная томография , своего рода компьютерная микроскопия. [8] [9]
Рекомендации
- ^ a b Wilby, P .; Бриггс, Д. (1997). «Таксономические тенденции в разрешении деталей, сохраненных в ископаемых фосфатированных мягких тканях». Geobios . 30 : 493. DOI : 10.1016 / S0016-6995 (97) 80056-3 .
- ^ а б в Бриггс, Дерек Э. Г.; Кир, Аманда Дж. (Октябрь 1994 г.). «Загнивание и минерализация креветок». Палайос . 9 (5): 431–456. DOI : 10.2307 / 3515135 . JSTOR 3515135 .
- ^ Уилби, PR; Уайт, Массачусетс (1995). «Фосфатированные мягкие ткани двустворчатых моллюсков из Портлендской плотвы в Дорсете (верхняя юра)». Геологический журнал . 132 : 117. DOI : 10.1017 / S001675680001147X .
- ^ а б Klug, C .; Hagdorn, H .; Монтенари, М. (2005). «Фосфатированные мягкие ткани в двустворчатых моллюсках триаса» . Палеонтология . 48 : 833. DOI : 10.1111 / j.1475-4983.2005.00485.x .
- ^ Скавина, А. (2010). «Экспериментальное разложение жабр у пресноводных двустворчатых моллюсков как ключ к пониманию их сохранения в озерных отложениях верхнего триаса». ПАЛАИ . 25 : 215. DOI : 10,2110 / palo.2009.p09-081r .
- ^ Баттерфилд, штат Нью-Джерси (2002). «Кишки Leanchoilia и интерпретация трехмерных структур в окаменелостях Берджесса сланцевого типа». Палеобиология . 28 : 155–171. DOI : 10,1666 / 0094-8373 (2002) 028 <0155: LGATIO> 2.0.CO; 2 . ISSN 0094-8373 .
- ^ Chen JY, Oliveri P, Li CW и др. (Апрель 2000 г.). «Разнообразие докембрийских животных: предполагаемые фосфатизированные эмбрионы формации Доушаньто в Китае» (PDF) . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 97 (9): 4457–62. DOI : 10.1073 / pnas.97.9.4457 . PMC 18256 . PMID 10781044 .
- ^ Donoghue PC, Bengtson S, Dong XP и др. (Август 2006 г.). «Синхротронная рентгеновская томографическая микроскопия ископаемых зародышей». Природа . 442 (7103): 680–3. DOI : 10,1038 / природа04890 . PMID 16900198 .
- ^ Применение рентгеновской компьютерной томографии к фосфатным микрофоссилиям.
Внешние ссылки
- Краткий обзор фосфатных микрофоссилий формации Доушантуо