Фосфатное окаменение - Phosphatic fossilization

Фосфатное окаменение произошло при необычных обстоятельствах, чтобы сохранить некоторые изображения с очень высоким разрешением микрофоссилий при тщательной подготовке можно даже выявить сохранившиеся клеточные структуры. Такие микроскопические окаменелости видны только под растровый электронный микроскоп.

Механизм

Большое количество фосфат необходимы либо из морской воды, либо из тканей разлагающегося организма. В некоторых случаях микробы контролируют фосфатизацию, и остатки микробов, которые питались консервированной тканью, образуют ископаемое. 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, например, найденные в Burgess Shale, редки. 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 делает CaCO3 меньше вероятность выпадения осадка, что освобождает путь для отложений фосфатов.[2] Этому способствует отсутствие кислорода в разлагающейся ткани. Соответственно, (вторичный) фосфат обычно сохраняется только в закрытых помещениях, например, в плотно закрытых помещениях. двустворчатый оболочка.[3]

Более высокие концентрации фосфатов в морской воде не усиливают фосфатизацию, что может показаться естественным; скорее, это увеличивает скорость, с которой организм распадается, 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]Структуры, наиболее хорошо сохранившиеся в фосфате в сланцах Берджесс, - это железы средней кишки. Leanchoilia,[6] возможно, из-за их центрального положения и, вероятно, низкого pH?

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 попадают где-то между этими двумя крайностями.[1]

Ископаемые, содержащие только фосфаты

В фосфатных окаменелостях сохранность настолько хороша, что сохранилась даже некоторая клеточная структура. Фосфатные микрофоссилии Формация Доушантуо (q.v.), богатый ископаемыми lagerstätte из Эдиакарский Период, примерно 590–565 млн лет назад (меганнуа; миллион лет назад), демонстрирует одни из самых впечатляющих сохранений на клеточном уровне, известные из геологических летописей. Окаменелости включают то, что может быть многоклеточный бластулы, возможно, эмбрионы животных на ранней стадии деления клеток.

Формация Душантуо представляет собой классический пример фосфатной фоссилизации:

Этот слой окаменелостей высокого разрешения на 30% состоит из фосфатов, присутствующих в виде минералов. фторапатит [Ca5(PO4)3F]. Фосфатные пласты в пределах этого месторождения грейнстоуны состоит из фосфокластов размером от 1 до 5 мм. Они происходят из фосфатной поверхности, которая образовалась на морском дне в процессе перекристаллизации существующих поверхностных отложений. Помимо замещения карбонатных отложений, мягкие ткани зародышей многоклеточных животных, личинок, взрослых особей и водорослей, по-видимому, также были минерализованы. Затем фосфатизированная корка осадка 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 доктор Чен. Есть и другие способы окаменения, представленные в формации Доушантуо.

Для уточнения внутренней структуры окаменелых эмбрионов используются специальные микроскопические трехмерные изображения. Рентгеновская компьютерная томография, своего рода компьютерный компьютерный микроскоп.[8][9]

использованная литература

  1. ^ а б Wilby, P .; Бриггс, Д. (1997). «Таксономические тенденции в разрешении деталей, сохраненных в ископаемых фосфатированных мягких тканях». Geobios. 30: 493. Дои:10.1016 / S0016-6995 (97) 80056-3.
  2. ^ а б c Бриггс, Дерек Э. Г .; Кир, Аманда Дж. (Октябрь 1994 г.). «Загнивание и минерализация креветок». Палайос. 9 (5): 431–456. Дои:10.2307/3515135. JSTOR  3515135.
  3. ^ Wilby, P. R .; Уайт, М.А. (1995). «Фосфатизированные мягкие ткани двустворчатых моллюсков из портлендской плотвы Дорсета (верхняя юра)». Геологический журнал. 132: 117. Дои:10.1017 / S001675680001147X.
  4. ^ а б Klug, C .; Hagdorn, H .; Монтенари, М. (2005). "Фосфатированные мягкие ткани двустворчатых моллюсков триаса". Палеонтология. 48: 833. Дои:10.1111 / j.1475-4983.2005.00485.x.
  5. ^ Скавина, А. (2010). «Экспериментальное разложение жабр у пресноводных двустворчатых моллюсков как ключ к пониманию их сохранения в озерных отложениях верхнего триаса». ПАЛАИ. 25: 215. Дои:10.2110 / palo.2009.p09-081r.
  6. ^ Баттерфилд, Н. Дж. (2002). «Кишки Leanchoilia и интерпретация трехмерных структур в окаменелостях Берджесса сланцевого типа». Палеобиология. 28: 155–171. Дои:10.1666 / 0094-8373 (2002) 028 <0155: LGATIO> 2.0.CO; 2. ISSN  0094-8373.
  7. ^ Chen JY, Oliveri P, Li CW и др. (Апрель 2000 г.). «Разнообразие докембрийских животных: предполагаемые фосфатизированные эмбрионы формации Доушантуо в Китае» (PDF). Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 97 (9): 4457–62. Дои:10.1073 / пнас.97.9.4457. ЧВК  18256. PMID  10781044.
  8. ^ Donoghue PC, Bengtson S, Dong XP и др. (Август 2006 г.). «Синхротронная рентгеновская томографическая микроскопия ископаемых эмбрионов». Природа. 442 (7103): 680–3. Дои:10.1038 / природа04890. PMID  16900198.
  9. ^ Применение рентгеновской компьютерной томографии к фосфатным микрофоссилиям.

внешние ссылки