Come fare un fossile in un solo giorno / ossatura

Milioni di anni fa, alcuni uccelli incontrarono la fine della sua vita. Forse è successo a svolazzare a terra in un posto speciale in un momento speciale, dove forse, solo forse, le condizioni erano giuste per preservare i suoi resti per milioni di anni. Potrebbe quindi essersi trasformato in noi, negli affioramenti scabbiati della Burgess Shale della British Columbia o nel calcare della regione di Solnhofen in Germania, o nei sedimenti stratificati della Formazione di Huajiying nella Cina orientale.

I fossili sono incidenti. Solo la minima parte di ossa si sviluppa in questo modo, a causa di combinazioni molto particolari di posizione, temperatura, pressione e tempo. La maggior parte delle ossa sono rotte e macinate, quindi tutto ciò che diventa un fossile è una rara eccezione, non la regola. E all'interno di questo regno di valori anomali, c'è una categoria ancora più insolita di fossili "eccezionali", che preservano piume, pelle o altre strutture anatomiche.

Una piuma preistorica avrebbe le migliori possibilità di restare in agguato se fosse sepolta, mentre era ancora fresca, in un sedimento a grana fine in un ambiente con poca ossigeno. (I prolifici siti fossili elencati sopra avevano tutto questo per loro.) Evan Saitta, un ricercatore post-dottorato presso il Field Museum of Natural History di Chicago, confronta lo scenario con un videogioco, in cui un giocatore deve continuare a superare ostacoli e livellamento su. "I tuoi livelli precedenti sono cose come rimanere sepolti dai sedimenti ed evitare la decomposizione microbica", dice Saitta. "Devi passare quei livelli con i prodotti organici ancora intatti."

I fossili che eliminano quegli ostacoli e persistono per milioni di anni sono carichi di informazioni per gli scienziati. Alcuni potrebbero aver conservato i melanosomi, che i ricercatori possono utilizzare per ricostruire il colore della pelle o del piumaggio di un animale. Strutture nelle piume possono aiutare a spiegare come sono emerse e si sono evolute. Ma fossili eccezionali come questi sono così rari che i paleontologi che studiano la taphonomia, il processo di formazione dei fossili, lasciano molte domande. Quali molecole fanno e non persistono? Come sono cambiati quelli che sopportano il caldo e la pressione?

Saitta crede che lui, il suo consigliere laureato Jakob Vinther, dell'Università di Bristol, e il loro collaboratore Tom Kaye alla Fondazione per la promozione scientifica abbiano preparato un modo per indagare su queste domande: invertire i propri fossili in laboratorio.

In un nuovo documento in Paleontologia, Saitta e compagnia delineano la ricetta per un fossile fai da te. Hanno impacchettato le moderne zampe di lucertola, le penne di pollo e il materiale vegetale - "fondamentalmente più freschi che puoi", dice Saitta - in tavolette di argilla, e poi riscaldati in forni da laboratorio standard a circa 410 gradi Fahrenheit, ad una pressione di 3.500 psi.

Poiché il materiale organico era racchiuso, non c'era modo di dire con certezza quando era buono e pronto senza rompere il pacco aperto. Dopo alcuni esperimenti, i ricercatori hanno scoperto che 24 ore sembravano essere il punto ideale per imitare la maturazione di un fossile sotto il calore geotermico e il tempo profondo. Ricalcolare il calore potrebbe compensare, un po ', per il tempo, aggiunge Saitta, quindi non era troppo preoccupato per la cottura eccessiva.

Questa non è la prima volta che i ricercatori hanno cercato di maturare "fossili" in tempi ristretti, ma Saitta pensa che la loro tecnica abbia più successo degli sforzi precedenti. Oltre a non riuscire a cogliere i risultati sperati dai ricercatori, alcuni di questi tentativi hanno avuto un po 'di fallo. Quando si forma un fossile nel terreno, le proteine possono fuoriuscire mentre si degradano. Nelle prove precedenti in capsule sigillate, le proteine della cheratina in piume e scaglie erano contenute, e si insinuavano in un goo rango che puzzava di peli bruciati, dice Saitta. Questa volta, il materiale organico è stato racchiuso in sedimenti porosi che hanno lasciato spazio a queste proteine per lisciviare, portando a risultati migliori e meno di un fattore di scottatura. I loro fossili al forno assomigliano al vero affare e quando li hanno studiati con un microscopio a scansione elettronica, hanno visto i melanosomi. "Questa è un'indicazione che ciò che stiamo facendo è paragonabile al sistema naturale di fossilizzazione", dice Saitta.

Maria McNamara, paleobologa ed esperta di fossili eccezionali presso l'University College Cork, che non è stata coinvolta nello sviluppo di questo protocollo sperimentale, ha detto Scoprire questo, anche se il processo non è un analogo perfetto per ciò che accade nel corso di milioni di anni nel terreno, è uno sforzo credibile. "Non possiamo replicare l'ambiente naturale. Non possiamo mai sapere tutte le variabili che erano in gioco ", ha detto McNamara. "Quindi l'unico modo in cui possiamo studiare la fossilizzazione è usando esperimenti controllati. Penso che questo studio sia un bel tentativo di colmare questa lacuna ".

Ora, l'obiettivo è quello di affinare il processo e creare "qualcosa di sempre più simile a un fossile", dice Saitta, "quindi possiamo andare a giocare con come funzionano queste cose".