Более 100 миллионов лет назад над древними океанами летал птерозавр — летающая рептилия, которая охотилась на рыбу и кальмаров.
Гораздо позже одну из костей его крыла нашли в Бразилии. За миллионы лет она превратилась в окаменелость, состоящую из сложной смеси химических веществ и минералов.
Теперь новое исследование, опубликованное в iScience, показало: эта кость всё ещё хранит следы жизни древнего животного. Внутри неё сохранились микроскопические структуры, а также молекулярные признаки, связанные с биологией и питанием птерозавра.
Окаменелость нашли в формации Ромуалдо в бассейне Арарипи на северо-востоке Бразилии. Это одно из самых впечатляющих мест в мире по сохранности древних остатков. Там находили прекрасно сохранившихся рыб, черепах, родственников крокодилов и птерозавров.
Многие fossils из этой формации сохраняются внутри округлых каменных образований — карбонатных конкреций. Они формируются вскоре после захоронения останков и как будто запечатывают их от внешней среды.
Иными словами, это природные капсулы времени.
Изученная кость была полой фалангой крыла. У птерозавров кости были тонкими и лёгкими, чтобы помогать полёту. Поэтому они редко сохраняются настолько подробно.
Учёные использовали высокоточное КТ-сканирование, чтобы изучить внутреннюю часть кости, не разрушая её. Сканирование показало слои минералов разной плотности, заполняющие полость. Это стало признаком сложной цепочки химических событий, благодаря которым кость сохранилась.
Как ни странно, исключительная сохранность могла начаться с разложения.
Когда тело птерозавра разлагалось на древнем морском дне, микробы разрушали ткани и меняли химический состав осадка. Эти изменения запустили быстрое образование фосфатных минералов.
Особенно важным оказался минерал фторапатит. Он сформировался внутри кости и вокруг неё, стабилизировав тонкие структуры до того, как они могли исчезнуть.
Под микроскопом исследователи всё ещё смогли увидеть крошечные каналы, которые когда-то переносили питательные вещества через живую ткань.
Минеральный анализ также показал следы активности микробов. Учёные обнаружили барит и целестин — минералы, связанные с бактериями, использующими серу. Эти микробы запускали химические реакции, которые помогли создать условия для сохранения кости.
Получается, древние микробы не только разрушали тело. Они же помогли сохранить его для науки.
После того как ранние фосфатные минералы укрепили кость, внутри и вокруг неё постепенно начали формироваться слои кальцита. В основном они возникли из углерода, который высвобождался при разложении жировой ткани.
Сначала вдоль поверхности кости появился тонкий слой мелкозернистого кальцита. Затем образовался второй слой — чуть более крупнозернистый. А уже за более долгий период внутри полости выросли крупные кристаллы кальцита, которые в итоге заполнили кость.
Анализ показал, что этот кальцит содержит мало изотопа углерод-13. Это указывает на то, что часть углерода пришла из органических источников — например, из жирных липидов и остатков костного материала.
Оставшаяся органика в самой кости, наоборот, судя по всему, содержит относительно много углерода-13.
В итоге многослойный минеральный барьер сработал как геологическое хранилище. Он защищал хрупкие структуры и органические соединения внутри кости от разрушения на протяжении миллионов лет.
Именно поэтому до наших дней смогли дойти молекулярные следы, включая стероидные биомаркеры и узоры коллагеновых волокон. Они дают редкую возможность заглянуть в биологию и рацион древней летающей рептилии.
Внутри минерализованной структуры исследователи нашли молекулярные следы жизни — стераны. Они происходят от стероидных липидов, которые когда-то присутствовали в живых клетках.
По словам авторов, это первый известный случай, когда стероидные биомаркеры были обнаружены в окаменелости птерозавра.
Ещё интереснее то, что эти молекулы могут рассказать о питании. Анализ изотопов углерода в соединениях, связанных с холестерином, указывает: этот птерозавр, вероятно, питался рыбой или морскими животными, похожими на кальмаров.
Это совпадает с тем, что можно было ожидать по форме его зубов и черепа.
Окаменелость также сохранила микроскопические структуры, похожие на коллагеновые волокна. Коллаген — это белковый каркас, который укрепляет кость.
За миллионы лет эти структуры химически изменились, но их рисунок всё ещё виден. Он напоминает волокна, которые можно наблюдать у современных птиц — дальних родственников птерозавров.
Такие открытия меняют подход к изучению fossils. Учёные теперь могут смотреть не только на форму костей, но и извлекать химические и молекулярные следы древней жизни.
Понимание того, как образуются такие редкие окаменелости, может помочь находить другие образцы, в которых тоже могли сохраниться древние биомолекулы.
Главный вывод исследования прост: при подходящих условиях молекулярные следы жизни могут пережить более 100 миллионов лет.
Даже спустя огромное количество времени древние организмы могут оставлять после себя химические подсказки, которые ещё ждут своего открытия.
По мере развития методов анализа и лучшего понимания необычных способов сохранения у науки появляется всё больше шансов получить информацию, которая раньше была недоступна.
В будущем исследователи, возможно, смогут находить даже фрагменты древней ДНК или другие молекулярные остатки в исключительно хорошо сохранившихся окаменелостях — включая fossils динозавров и птерозавров.
