Читай!
Ведущая роль железа в сохранении мягкотелых ископаемых организмов поставлена под сомнение

Ведущая роль железа в сохранении мягкотелых ископаемых организмов поставлена под сомнение

В Палеонтологическом институте им. А.А. Борисяка РАН завершены многолетние эксперименты по фоссилизации (окаменению) мягкотелых беcпозвоночных организмов. Установлено, что осажденное на тканях железо не предотвращает разложение органических остатков, как это считалось ранее. Консервацию обеспечивают, по-видимому, другие вещества.

Когда речь заходит об ископаемых остатках животных, в первую очередь на ум приходят раковины, кости и зубы, но для палеонтологии чрезвычайно важны и ископаемые другого рода – остатки мягкотелых организмов, не имеющие твердых скелетов. К началу XXI века было описано около полусотни местонахождений, в которых были найдены не только элементы скелетов, но и отпечатки мягких тканей ископаемых животных. Долгое время считалось, что они сохранились благодаря редкому сочетанию особых условий захоронения. Но так как за последние два десятилетия число известных местонахождений с остатками мягкотелых увеличилось более чем вдесятеро, то возникли естественные сомнения в редкости и уникальности требуемых условий. Может быть, секрет сохранения органического вещества следует искать среди условий обычных и рядовых? Так как окаменелости мягкотелых организмов часто встречаются в сочетании с оксидами железа или пиритом, было высказано предположение о ключевой роли железа в фоссилизации: железо, осаждаясь на органических тканях, консервирует их, а затем замещает своими соединениями.

Ведущая роль железа в сохранении мягкотелых ископаемых организмов поставлена под сомнение
Общий вид эксперимента: пробирки с рачками Artemia salina в водном осадке и контрольные опыты. Пробирки закрыты плотной бумагой во избежание появления в воде фотосинтезирующих организмов.

В лаборатории древнейших организмов Палеонтологического института РАН была проведена серия самых длительных на сегодняшний день тафономических экспериментов. В течение пяти лет остатки мелких ракообразных Artemia salina выдерживали в различных осадках. Ведущий научный сотрудник института Елена Наймарк разработала методику бережного извлечения остатков и дальнейших аналитических исследований. В ходе эксперимента удалось проследить динамику железа при фоссилизации мягких тканей и в результате поставить под сомнение традиционные идеи о его ведущей роли в процессе консервации.

Для эксперимента было выбрано четыре минерала с разным содержанием железа: монтмориллонит, каолинит, шамозит и клинохлор. В результате разложения органического вещества резко изменились химические параметры осадков, что было подтверждено сравнением экспериментальных, исходных и контрольных образцов. При захоронении органики происходило активное выщелачивание (вымывание) железа из минералов осадка, что особенно наглядно проявилось в опыте с монтмориллонитом: в нем обозначился яркий красный слой гидроокисного железа, стабилизированный ионами кремния. Все минералогические анализы были выполнены Н.М. Боевой в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН. На органических тканях рачков из этого красного слоя появились многочисленные шарики микронного размера, состоящие из железа и серы. Такие же железные шарики были обнаружены на рачках из осадка шамозита с исходно высоким содержанием железа. В осадках с невысоким содержанием железа – в каолините и клинохлоре – таких железных шариков на поверхности рачков не обнаружено.

Ведущая роль железа в сохранении мягкотелых ископаемых организмов поставлена под сомнение
У пролежавшего 5 лет в осадке монтмориллонита рачка сохранились все конечности и тонкие анатомические элементы. Оранжевый цвет рачку придают пузырьки с органическими веществами каротиноидами.

Эксперимент показал, что сохранность зависит вовсе не от эффективности осаждения железа. Лучше всего сохранились рачки в монтмориллоните и каолините, хуже всего – в шамозите и клинохлоре. Каолинит беден железом, соответственно и в рачках его было ничтожное количество, а в рачках из шамозита железа было много, но сохранность оказалась крайне низкой. На основании этих результатов авторы сделали заключение, что железо, если оно присутствует в минералах осадка, будет вымываться и мигрировать до определенного слоя осадка, осаждаясь на органических остатках. Однако осаждение железа не влияет (или влияет очень мало) на их консервацию, органика все равно будет быстро разлагаться. Консервацию обеспечивают, по-видимому, другие минеральные вещества (ионы алюминия и кремния).

Так в эксперименте удалось проследить всю картину трансформаций железа при фоссилизации мягкотелых организмов, и на этой основе поставить под сомнение традиционные идеи о его участии в фоссилизации. Это помогает лучше понять механизмы формирования палеонтологической летописи, а значит, точнее интерпретировать ее содержание.

Ведущая роль железа в сохранении мягкотелых ископаемых организмов поставлена под сомнение
У пролежавшего 5 лет в осадке монтмориллонита рачка сохранились все конечности и тонкие анатомические элементы. Оранжевый цвет рачку придают пузырьки с органическими веществами каротиноидами.

Оригинальный материал: Наймарк Е.Б., Боева Н.М. Роль железа в формировании фоссилий мягкотелых организмов: результаты долговременных экспериментов. //ДАН, Науки о Земле, 2020. Т.490. №2. С. 1-4, DOI: 10.31857/S2686739720020103