如果现在所有生物都死亡,据估计只有约 1% 会变成化石。 只有更少的生物会保存任何软组织。 这些罕见的组织化石为生物学和进化提供了至关重要的线索,但它们的形成仍然神秘。 例如,为什么科学家会发现化石化的肠道,但从未发现化石化的肝脏?
当矿物质取代死亡并埋在沉积物中的生物体的身体部位时,就会形成化石,例如海底泥浆和海水的混合物。 古生物学家特别喜欢造化石矿物磷酸钙,因为它可以用精美的细节保存软器官——有时甚至可以保存到细胞核。 这种矿物质仅在特定的酸度条件下形成,因此科学家们几十年来一直假设,腐烂器官的 pH 值水平之间的差异决定了哪些器官会被保存下来。
为了更好地了解器官死后如何变化,伯明翰大学古生物学家托马斯·克莱门茨去鱼贩那里购买了四条美味的鲈鱼,计划糟蹋它们。 他的团队将 pH 探针插入鱼的内脏器官,然后将鱼的尸体浸入人工海水中,让它们腐烂。
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70 天来,研究人员观察到鲈鱼膨胀、脱落鱼肉并分解成一堆骨头,同时探针监测着身体部位不断变化的化学成分。 最近发表在古生物学杂志上的结果表明,在 24 小时内,每个器官的酸度都达到了磷酸钙结晶的合适范围,这些条件持续了长达 5 天。 该团队原本预计会发现器官之间存在明显的差异,但结果却是整个尸体均匀腐烂成相对同质的腐烂副产物汤,被皮肤包裹在内部长达 20 天。
这一令人惊讶的结果促使研究人员考虑其他可能有助于化石化的因素,例如器官组织内的磷含量。 克莱门茨说:“肌肉富含磷酸盐。” “如果你已经有了磷酸盐,那么[器官]被磷酸钙取代的可能性就很高。”
威斯康星大学密尔沃基分校的古生物学家维多利亚·麦考伊(未参与这项研究)说:“在[非鱼类生物]中进行这项研究也会很有趣。” 她建议未来的工作可以监测腐烂器官内部环境的其他方面,例如各种元素的浓度。 研究人员还可以研究组织的物理结构是否会影响矿物质的形成。 麦考伊说:“在许多方面,它提出的问题比他们发现器官特异性 pH 梯度时更多。” “但这正是它如此酷的地方。”