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由于微小藻类的粘液可能存在发光的蜘蛛化石

这只蜘蛛化石是法国宝藏的一部分,可追溯到大约2200万年前。科学家们使用紫外线照射(插图)发现化石被一种可能由古代硅藻产生的富含硫的物质包裹着。这种物质可能是化石保存的关键。

JuliaChild的食谱中找不到保存法国著名遗址化石的秘方。研究人员表示,这是一种由微藻制成的粘性物质。

对法国普罗旺斯地区艾克斯一处富含化石的岩层中约有2200万年历史的蜘蛛化石的分析表明,蛛形纲动物的身体上覆盖着一层柏油状的黑色物质。科学家在4月21日的CommunicationsEarth&Environment上报告说,这种物质是一种生物聚合物,可能是由生活在古代遗址的湖泊或泻湖水域中的称为硅藻的微小藻类分泌的。

生物聚合物不仅覆盖了蜘蛛的身体——它还腌制了它们。该团队假设,通过与蜘蛛富含碳的外骨骼发生化学反应,粘液有助于防止尸体分解,使它们更容易变成化石。

当研究人员一时兴起,将蜘蛛化石放在荧光显微镜下时,这种涂层可能在化石形成中发挥作用的线索就出现了。令他们惊讶的是,这种物质发出明亮的橙黄色光。“这是惊人的!”堪萨斯大学劳伦斯分校的地质学家AlisonOlcott说。

奥尔科特说,荧光成像在原本相当暗淡的蜘蛛化石上涂上了明亮多彩的调色板。在原版中,她几乎无法将蜘蛛与背景岩石区分开来。但她说,在荧光下,蜘蛛化石发出一种颜色的光,背景发出另一种颜色,生物聚合物发出第三种颜色。

这一发现——以及2020年初因COVID-19大流行而突然停止的任何额外化石收集计划——迅速转移了该团队的工作重点。奥尔科特说:“如果是在正常时期,这将是分类学研究的旁注”,对古代蜘蛛进行分类。相反,“我真的必须探索我所拥有的东西,”她补充道。“是我和这些图像。”

接下来,研究人员试图确定这种神秘物质的化学组成。研究小组发现,橙黄色的光芒来自涂层中丰富的碳和硫。“这让我想到了硫化,”奥尔科特说。

硫化是有机碳与硫的反应,硫与碳形成牢固的化学键,使其更耐降解和分解——类似于轮胎制造商硬化橡胶以使其更耐用的方法。该过程需要现成的可用于粘合的硫磺供应。

在现代,这种供应来自硅藻富含硫的粘稠分泌物,这种微藻漂浮在世界各地的许多水域中。当这些分泌物遇到载有碳的海洋颗粒并驶向海底时,这种硫化过程有助于将碳锁定在适当的位置,并可能将其埋在海底。

同样,硫化可能有助于保存脆弱的富含碳的化石,帮助它们经受住数百万年地质年代的考验,奥尔科特说。她补充说,科学家们经常在普罗旺斯地区艾克斯以及许多类似的富含化石的地点发现含化石岩层中的硅藻。“每个人到处都能看到硅藻。考虑到这一点和化学反应,我当时想,‘等一下。所有的部分都是为了让这种化学反应发生。'”

蛛形纲动物的保存可能是这样的:一只死去的蜘蛛漂浮在水柱中,上面覆盖着硅藻的粘液。粘液与蜘蛛的几丁质外骨骼发生化学反应,或多或少地对其进行酸洗,并使外骨骼基本完好无损,为石化做好准备。

加州大学圣巴巴拉分校的有机地球化学家MorganRaven说,这种情况“基于我们目前对现代环境中有机硫循环的了解是有道理的”。Raven说,对于甲壳素等材料硫化的条件,科学家们还有很多需要了解的地方。“但这项研究强调了为什么这很重要。”

例如,如果硫化有选择地帮助保存某些类型的有机物——例如软体化石——那“可能是我们化石记录的重要过滤器,影响我们对植物和动物进化的了解,”她添加。

奥尔科特说,这种硅藻辅助硫化过程可能在新生代期间在其他富含化石的地点发挥了作用。这段时间始于6600万年前,在一颗小行星结束了恐龙时代之后,一直持续到今天。在那个时代之前,硅藻并不普遍。直到新生代期间,含二氧化硅的草在世界各地发芽,为微小生物提供现成的二氧化硅来源以构建其脆弱的身体,这种情况才发生(SN:5/1/19)。

奥尔科特说(SN:4/24/19)尚不清楚其他产生生物聚合物的藻类是否可能帮助更早的软体生物化石化,例如在大约5.41亿年前开始的寒武纪生命形式的繁荣时期。“但进一步扩展它真的很有趣。”

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