بیش از ۱۰۰ میلیون سال پیش، خزنده‌ای پرنده به نام پتروسور بر فراز اقیانوس‌ها پرواز می‌کرد و ماهی و اسکویید شکار می‌نمود. اخیراً یکی از استخوان‌های بال این موجود در برزیل کشف شد که طی اعصار به فسیلی متشکل از مجموعه پیچیده‌ای از مواد شیمیایی و کانی‌های مختلف تبدیل شده بود.
در تحقیق جدیدی که در نشریه iScience منتشر شده، همکاران من و من دریافتیم که این فسیل استخوانی هنوز اسرار زندگی این موجود را در خود نگه داشته است، از جمله ساختارهای میکروسکوپی درونی استخوان‌هایش و ردپاهای مولکولی از زیست‌شناسی و رژیم غذایی‌اش.
این فسیل از سازند رومولدو در حوضه آراریپه در شمال شرقی برزیل به دست آمده که یکی از شگفت‌انگیزترین ذخایر فسیلی جهان محسوب می‌شود. این منطقه فسیل‌های فوق‌العاده حفظ شده‌ای از ماهی‌ها، لاک‌پشت‌ها، خویشاوندان تمساح‌ها و پتروسورها به دست داده است.
بسیاری از فسیل‌های سازند رومولدو در داخل گره‌های سنگی گرد به نام کنکریشن‌های کربناته حفظ شده‌اند. این ساختارهای کانی کمی پس از دفن شکل می‌گیرند و عملاً بقایا را از محیط مهر و موم می‌کنند. آن‌ها را می‌توان کپسول‌های زمانی طبیعی در نظر گرفت.
فسیل ما یک استخوان بال توخالی یا فالانکس است. استخوان‌های پتروسور برای کمک به پرواز نازک و سبک بودند، بنابراین به ندرت با چنین جزئیاتی حفظ می‌شوند. با استفاده از اسکن CT با وضوح بالا، داخل استخوان را بدون شکستن آن بررسی کردیم. اسکن‌ها لایه‌هایی از کانی‌ها با چگالی‌های مختلف را نشان داد که حفره را پر کرده بودند – شاهدی بر توالی پیچیده‌ای از رویدادهای شیمیایی که استخوان را حفظ کرده بودند.
حفظ استثنایی این فسیل ممکن است با پوسیدگی آغاز شده باشد. هنگامی که بدن پتروسور در کف دریای باستان تجزیه می‌شد، میکروب‌ها بافت‌ها را تجزیه کرده و شیمی رسوبات را تغییر دادند. این تغییرات باعث تشکیل سریع کانی‌های فسفات شد. یک کانی خاص به نام فلوروآپاتیت در داخل و اطراف استخوان تشکیل شد و ویژگی‌های ظریف را قبل از از دست رفتن تثبیت کرد. زیر میکروسکوپ، هنوز می‌توانستیم کانال‌های میکروسکوپی را ببینیم که زمانی مواد مغذی را از طریق بافت زنده حمل می‌کردند.
تجزیه و تحلیل کانی شواهدی از فعالیت میکروبی را نشان داد. ما باریت و سلستیت را شناسایی کردیم، کانی‌هایی که با باکتری‌های مصرف‌کننده گوگرد مرتبط هستند. این میکروب‌ها واکنش‌های شیمیایی را هدایت کردند که به ایجاد شرایط لازم برای حفظ کمک کرد. به عبارت دیگر، میکروب‌های باستانی نه تنها بدن را تجزیه کردند، بلکه به حفظ آن برای علم نیز کمک کردند.
پس از اینکه کانی‌های فسفات اولیه استخوان را تثبیت کردند، توالی لایه‌های کلسیت به تدریج در داخل و اطراف آن تشکیل شد. این لایه‌ها عمدتاً از کربن آزاد شده در طول تجزیه بافت چربی مشتق شده بودند. ابتدا لایه نازکی از کلسیت ریزدانه در امتداد سطح استخوان تشکیل شد، سپس لایه دوم کمی درشت‌تر. طی مدت زمان طولانی‌تری، کریستال‌های بزرگ‌تر کلسیت تشکیل شدند و در نهایت حفره استخوان را پر کردند.
تجزیه و تحلیل نشان داد این کلسیت دارای مقدار کم ایزوتوپی به نام کربن-۱۳ بود که نشان می‌دهد تا حدی از منابع کربن آلی مانند لیپیدهای چربی و مواد باقی‌مانده استخوان آمده است. در مقابل، به نظر می‌رسد هر ماده آلی باقی‌مانده در استخوان دارای سطوح نسبتاً بالایی از کربن-۱۳ باشد.
سد کانی چندلایه مانند خزانه‌ای زمین‌شناسی عمل کرد و ساختارهای ظریف و ترکیبات آلی محبوس در استخوان را از تخریب شیمیایی برای میلیون‌ها سال محافظت کرد. این حفاظت اجازه داد تا ردپاهای مولکولی مانند نشانگرهای زیستی استروئیدی و الگوهای فیبر کلاژن باقی بمانند و پنجره نادری به زیست‌شناسی و رژیم غذایی این خزنده پرنده باستانی به ما ارائه دهند.
در داخل این ساختار کانی‌شده، ردپاهای مولکولی زندگی به نام استران‌ها را شناسایی کردیم که از لیپیدهای استروئیدی زمانی موجود در سلول‌های زنده مشتق شده‌اند. تا آنجا که می‌دانیم، این اولین باری است که نشانگرهای زیستی استروئیدی از فسیل پتروسور گزارش شده است.
حتی هیجان‌انگیزتر از آن، این مولکول‌ها سرنخ‌های غذایی حمل می‌کنند. تجزیه و تحلیل ایزوتوپ کربن ترکیبات مشتق از کلسترول نشان می‌دهد این پتروسور احتمالاً از ماهی یا حیوانات دریایی شبه اسکویید تغذیه می‌کرده که با توجه به شکل دندان‌ها و جمجمه‌اش انتظار داشتیم.
فسیل همچنین ساختارهای میکروسکوپی شبیه فیبرهای کلاژن، چارچوب پروتئینی که استخوان را تقویت می‌کند، حفظ کرده است. اگرچه از نظر شیمیایی طی میلیون‌ها سال تغییر کرده، الگوهای فیبر قابل مشاهده باقی مانده و شبیه آنچه در پرندگان مدرن که خویشاوندان دور پتروسورها هستند، دیده می‌شود.
کشفیاتی مانند این یکی نحوه مطالعه فسیل‌ها را متحول می‌کند. به جای بررسی تنها شکل استخوان‌ها، اکنون می‌توانیم اثرانگشت‌های شیمیایی و مولکولی را نیز بازیابی کنیم. درک نحوه تشکیل این فسیل‌های استثنایی ممکن است به شناسایی نمونه‌های دیگر قادر به حفظ بیومولکول‌های باستانی کمک کند.
به طور کلی‌تر، یافته‌های ما نشان می‌دهد که تحت شرایط مناسب، ردپاهای مولکولی زندگی می‌توانند بیش از ۱۰۰ میلیون سال باقی بمانند. حتی پس از میلیون‌ها و میلیون‌ها سال، زندگی باستانی هنوز می‌تواند سرنخ‌های شیمیایی در انتظار کشف باقی بگذارد. با پیشرفت مداوم تکنیک‌های تحلیلی و درک بهتر شیوه‌های غیرمعمول حفظ، پتانسیل فزاینده‌ای برای بازیابی اطلاعات قبلاً غیرقابل دسترس وجود دارد.
در آینده، ممکن است حتی بتوانیم قطعات DNA باستانی یا سایر بقایای مولکولی را در فسیل‌های استثنایی حفظ شده، از جمله دایناسورها و پتروسورها، شناسایی کنیم.
تحلیل خبری: این کشف علمی اهمیت فوق‌العاده‌ای در زمینه پالئونتولوژی و زیست‌شناسی تکاملی دارد. برای اولین بار، محققان توانسته‌اند نشانگرهای زیستی استروئیدی را از فسیل پتروسور استخراج کنند که اطلاعات ارزشمندی درباره رژیم غذایی و زیست‌شناسی این موجودات ۱۰۰ میلیون ساله فراهم می‌کند. این تحقیق نشان می‌دهد که میکروب‌ها نقش دوگانه‌ای در فرآیند فسیل‌شدن دارند – هم در تجزیه بافت‌ها و هم در حفظ آن‌ها. روش‌های جدید تحلیل مولکولی که در این مطالعه به کار رفته، راه را برای کشفیات آتی در زمینه بازیابی اطلاعات زیستی از فسیل‌های باستانی هموار می‌کند و احتمال یافتن DNA یا سایر مولکول‌های پیچیده در فسیل‌های دایناسور و سایر موجودات منقرض را افزایش می‌دهد.
منبع: یاهو نیوز استرالیا
