stringtranslate.com

Фосфатизация

Фосфатированный зуб мегалодона Otodus из формации Баия-Инглеса

Фосфатизация , или фосфатная фоссилизация , относится к процессу фоссилизации , при котором органическое вещество заменяется обильными минералами фосфата кальция . Это произошло при необычных обстоятельствах , чтобы сохранить некоторые чрезвычайно высокоразрешающие микрофоссилии , в которых тщательное препарирование может даже выявить сохранившиеся клеточные структуры. Такие микроскопические окаменелости видны только под сканирующим электронным микроскопом .

Механизм

Требуется большое количество фосфата , либо из морской воды, либо из тканей разлагающегося организма. В некоторых случаях микробы контролируют фосфатизацию, а остатки микробов, питавшихся сохранившейся тканью, образуют ископаемое. В других случаях сама ткань является источником фосфата, а ее фосфатированные остатки образуют ископаемое. В промежуточном случае фосфатированная ткань сохраняет отпечатки фосфатирующих микробов. [1]

Фосфатная консервация в окаменелостях типа сланцев Берджесс

Фосфатированные дивертикулы кишечника моллисонии из сланцев Берджесс

Мягкотканные окаменелости, такие как те, что найдены 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 , что открывает путь для отложения фосфата. [2] Этому способствует отсутствие кислорода в разлагающейся ткани. Соответственно, (вторичный) фосфат обычно сохраняется только в закрытых пространствах, таких как плотно закрытая раковина двустворчатого моллюска . [3]

Более высокие концентрации фосфата в морской воде не усиливают фосфатизацию, как это может показаться естественным; скорее, они увеличивают скорость распада организма, возможно, потому, что минерал «удобряет» разлагающиеся микроорганизмы. [2]

Фосфатизация может происходить быстро: хитиновые структуры, которые поддерживают 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] [6] Структуры, которые наиболее известны тем, что сохранились в фосфате в сланцах Берджесс, — это железы средней кишки Leanchoilia [7] , возможно, из-за их центрального положения и, вероятно, низкого pH.

Фосфатизация может быть микробно-опосредованной, особенно в группах, устойчивых к распаду, таких как членистоногие ; или субстрат-доминируемой, где богатая фосфатом ткань возглавляет процесс минерализации (как у рыб). Головоногие моллюски находятся где-то между этими двумя крайностями. [1] [4] [6]

Окаменелости, состоящие только из фосфата

В фосфатных окаменелостях сохранность настолько хороша, что сохранилась даже некоторая клеточная структура. Фосфатные микроископаемые формации Доушаньто , богатой окаменелостями лагерштетте эдиакарского периода , около 590–565 млн лет назад, демонстрируют некоторые из самых впечатляющих сохранностей на клеточном уровне, известных из геологической летописи. Окаменелости включают то, что может быть метазойными бластулами , возможно, эмбрионами животных на ранней стадии деления клеток.

Формация Доушаньто представляет собой классический пример фосфатной фоссилизации: [ избыточная цитата ]

«Этот ископаемый пласт с высоким разрешением примерно на 30% состоит из фосфата, представленного в виде минерала фторапатита [Ca 5 (PO 4 ) 3 F]. Фосфатные пласты в этом месторождении представляют собой зернистые камни, состоящие из фосфокластов размером от 1 до 5 мм. Они происходят из фосфатной поверхности, которая образовалась на морском дне в процессе перекристаллизации существующих поверхностных осадков. В дополнение к замене карбонатных осадков мягкие ткани эмбрионов метазойных животных, личинок, взрослых особей и водорослей также, по-видимому, были минерализованы. Фосфатированная осадочная корка затем была разбита на мелкие фрагменты под действием сильного течения, а затем переотложена и смешана с соседними известковыми илами. [8] Осторожные кислотные ванны вытравливают известняковые матрицы, медленно растворяя карбонаты, и выявляют фосфаты, которые заменили органические структуры, таким образом, как описывает доктор Чен. В формации Доушаньто представлены и другие способы окаменения.

Усовершенствование просмотра внутренней структуры окаменелых эмбрионов с помощью специализированной микроскопической трехмерной рентгеновской компьютерной томографии , разновидности микро-КТ-сканирования. [9] [10]

Ссылки

  1. ^ ab Wilby, P.; Briggs, D. (1997). «Таксономические тенденции в разрешении деталей, сохранившихся в ископаемых фосфатированных мягких тканях». Geobios . 30 : 493–502. Bibcode : 1997Geobi..30..493W. doi : 10.1016/S0016-6995(97)80056-3.
  2. ^ abc Briggs, Derek EG; Kear, Amanda J. (октябрь 1994 г.). «Распад и минерализация креветок». PALAIOS . 9 (5): 431–456. Bibcode :1994Palai...9..431B. doi :10.2307/3515135. JSTOR  3515135.
  3. ^ Wilby, PR; Whyte, MA (1995). "Фосфатированные мягкие ткани двустворчатых моллюсков из Portland Roach of Dorset (верхняя юра)". Geological Magazine . 132 (1): 117. Bibcode : 1995GeoM..132..117W. doi : 10.1017/S001675680001147X. S2CID  140660499.
  4. ^ abc Klug, C.; Hagdorn, H.; Montenari, M. (2005). «Фосфатизированные мягкие ткани у триасовых двустворчатых моллюсков». Палеонтология . 48 (4): 833–852. Bibcode : 2005Palgy..48..833K. doi : 10.1111/j.1475-4983.2005.00485.x .
  5. ^ Скавина, А. (2010). «Экспериментальный распад жабр у пресноводных двустворчатых моллюсков как ключ к пониманию их сохранности в верхнетриасовых озерных отложениях». PALAIOS . 25 (3): 215–220. Bibcode : 2010Palai..25..215S. doi : 10.2110/palo.2009.p09-081r. S2CID  129337648.
  6. ^ ab Klug, Christian; Montenari, Michael; Schulz, Hartmut; Urlichs, Max (2007). "Soft-tissue Attachment of Middle Triassic Ceratitida from Germany". В Landman, Neil H.; Davis, Richard Arnold; Mapes, Royal H. (ред.). Cephalopods Present and Past: New Insights and Fresh Perspectives . Dordrecht: Springer. стр. 205–220. doi :10.1007/978-1-4020-6806-5_10. ISBN 978-1-4020-6806-5.
  7. ^ Баттерфилд, Нью-Джерси (2002). «Кишки Leanchoilia и интерпретация трехмерных структур в ископаемых типа сланцев Берджесс». Палеобиология . 28 : 155–171. doi :10.1666/0094-8373(2002)028<0155:LGATIO>2.0.CO;2. ISSN  0094-8373. S2CID  85606166.
  8. ^ Chen JY, Oliveri P, Li CW и др. (апрель 2000 г.). «Разнообразие животных докембрия: предполагаемые фосфатизированные эмбрионы из формации Доушаньто в Китае» (PDF) . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 97 (9): 4457–62. doi : 10.1073/pnas.97.9.4457 . PMC 18256 . PMID  10781044. 
  9. ^ Donoghue PC, Bengtson S, Dong XP и др. (август 2006 г.). «Синхротронная рентгеновская томографическая микроскопия ископаемых эмбрионов». Nature . 442 (7103): 680–3. Bibcode :2006Natur.442..680D. doi :10.1038/nature04890. PMID  16900198. S2CID  4411929.
  10. ^ Применение рентгеновской компьютерной томографии к фосфатным микроископаемым.

Внешние ссылки