Una araña fosilizada de la Formación Aix-en-Provence en Francia vista en una muestra de mano superpuesta con una micrografía fluorescente del mismo fósil. Bajo iluminación normal, el fósil de araña es difícil de distinguir de la matriz de roca que lo rodea, pero cuando el fósil es excitado por la luz ultravioleta, su composición química hace que se ilumine con luz propia, revelando detalles adicionales de su conservación. Crédito: Olcott et al.
Los fósiles de arañas resplandecientes dan lugar a un estudio paranormal de cómo se conservaron en Aix-en-Provence.
Una formación geológica cerca de Aix-en-Provence, Francia, es famosa como uno de los tesoros más importantes del mundo de especies fósiles del Cenozoico. Los científicos han descubierto allí plantas y animales fosilizados excepcionalmente bien conservados desde finales del siglo XVIII.
“La mayor parte de la vida no se convierte en un fósil”. – Alison Olcott
La Formación Aix-en-Provence es particularmente famosa por los artrópodos terrestres fosilizados del período Oligoceno (hace ~23-34 millones de años). Dado que los artrópodos, animales con exoesqueletos como las arañas, rara vez se fosilizan, su abundancia en Aix-en-Provence es asombrosa.
Un nuevo estudio publicado en la revista Comunicaciones de la Tierra y el Medio Ambiente El 21 de abril de 2022, investigadores de la Universidad de Kansas son los primeros en preguntar: ¿Qué procesos químicos y geológicos únicos en Aix-en-Provence hacen que las arañas del período Oligoceno sean tan notables?
“La mayor parte de la vida no se convierte en un fósil”, dijo la autora principal Alison Olcott, profesora asociada de geología y directora del Centro de Investigación de la Universidad de Kuwait. “Es difícil convertirse en un fósil. Tienes que morir en condiciones muy específicas, y una de las maneras más fáciles de convertirse en un fósil es tener partes duras como huesos, cuernos y dientes. Así que nuestro registro de vida de cuerpo blando y terrestre la vida, como las arañas, es irregular, pero tenemos períodos de conservación excepcionales cuando todas las condiciones eran armoniosas para que se produjera la conservación”.
El escaneo de una imagen electrónica del abdomen de una araña fosilizada revela un polímero negro sobre el fósil y la presencia de dos tipos de microalgas: una estera de diatomeas verticales sobre los fósiles y centriolos dispersos en la matriz circundante. Esta imagen está cubierta con mapas químicos de azufre (amarillo) y sílice (rosa) que revelan que mientras la microalga es silícea, el polímero que cubre el fósil es rico en azufre. Crédito: Olcott et al.
Olcott y sus coautores en KU, Matthew Downen, entonces candidato a doctorado en el Departamento de Geología y ahora director asociado en el Centro de Investigación de la Universidad, y Paul Selden, Profesor Emérito Distinguido de KU, junto con James Schiffbauer de la Universidad de Missouri. Para descubrir los procesos exactos en Aix-en-Provence que proporcionaron un camino para la preservación de fósiles de araña.
“Matt estaba trabajando en la descripción de estos fósiles y decidimos, por capricho, colocarlos bajo un microscopio fluorescente para ver qué sucedía”, dijo Olcott. “Para nuestra sorpresa, brilló, por lo que nos interesamos mucho en lo que lo hizo brillar: la química de estos fósiles. Si miras el fósil en la roca, encontrarás que es casi indistinguible de la roca misma, pero brilla un color diferente bajo el rango fluorescente Entonces, nos dispusimos a explorar la química y descubrimos que los fósiles mismos contienen un polímero negro hecho de carbono y azufre que, bajo el microscopio, es similar al alquitrán que ves en el camino. También notamos que había miles y miles y miles de microalgas en todos los fósiles y cubriendo los propios fósiles”.
Fósil de araña de la formación de Aix-en-Provence con un cuadrado blanco que indica la ubicación de la imagen del microscopio electrónico de barrido y un mapa químico de azufre (amarillo) y sílice (rosa) en la parte superior izquierda. Juntos, estos revelan un polímero rico en azufre negro sobre el fósil y la presencia de dos tipos de microalgas silíceas: una capa de diatomeas verticales sobre el fósil y diatomeas centrales dispersas en la matriz circundante. Crédito: Olcott et al.
Olcott y sus colegas plantean la hipótesis de que la sustancia extracelular producida por estas microalgas, llamadas diatomeas, podría haber protegido a las arañas del oxígeno y aumentado su azufre, un cambio químico que explicaría la preservación de los fósiles como membranas carbonosas durante los siguientes millones de años.
“Esta microalga forma una bola pegajosa y pegajosa, así es como se pegan”, dijo el investigador de KU. “Supuse que la química de esas microalgas y las sustancias que emiten hicieron posible que esta reacción química preservara a las arañas. Esencialmente, la química de las microalgas y la química de las arañas trabajan juntas para lograr esta conservación única. ”
De hecho, este fenómeno del azufre es el mismo proceso industrial común que se usa para conservar el caucho.
“La vulcanización es un proceso natural: lo hacemos nosotros mismos para procesar el caucho en un proceso conocido”, dijo Olcott. “El azufre toma el carbono y lo une con el azufre y fija el carbono, razón por la cual hacemos eso con el caucho para que dure más. Lo que creo que sucedió aquí químicamente es que el exoesqueleto de la araña es quitina, que es un polímero largo con carbono”. unidades muy juntas, lo cual es un entorno ideal para que los puentes de azufre intervengan y realmente estabilicen las cosas”.
Olcott dijo que la presencia de esteras diatómicas probablemente serviría como evidencia de que en el futuro se encontrarán más depósitos de fósiles bien conservados.
“El siguiente paso es extender estas técnicas a otros depósitos para ver si la conservación está asociada con las esteras de diatomeas”, dijo. “De todos los otros sitios de preservación de fósiles excepcionales en el mundo en la Era Cenozoica, casi el 80 por ciento de ellos se han encontrado con estas microalgas. Entonces, nos preguntamos si esto explica la mayoría de los sitios de fósiles que tenemos en este momento, esencialmente poco después. los dinosaurios se extinguieron hasta ahora, este mecanismo puede ser el responsable de darnos información para explorar la evolución de los insectos y otras formas de vida terrestre después de los dinosaurios y entender el cambio climático, porque hay un período de cambio climático rápido y estos organismos terrestres nos ayudan entender lo que le pasó a la vida la última vez que el clima comenzó el cambio “.
Olcott y sus colegas fueron los primeros en analizar la química de la conservación en Aix-en-Provence, un hecho que atribuyen en parte a los desafíos de aplicar la ciencia durante COVID-19 restricciones
“Honestamente, creo que este estudio es en parte el resultado de la epidemiología”, dijo. “El primer lote de estas imágenes salió en mayo de 2020. Mi laboratorio todavía estaba cerrado; había estado dos meses de mis 18 meses en casa con niños todo el tiempo, así que tuve que cambiar la forma en que hacía ciencia. Pasé mucho tiempo con estas imágenes. Y estos mapas químicos y de hecho los exploré de una manera que probablemente no habría sucedido si todos los laboratorios estuvieran abiertos y pudiéramos entrar y hacer un trabajo más convencional”.
Referencia: “La conservación excepcional de los fósiles de la araña de Aix-en-Provence podría haber sido facilitada por las diatomeas” por Alison N. Olcott, Mateo R.; Comunicaciones de la Tierra y el Medio Ambiente.
DOI: 10.1038 / s43247-022-00424-7
La Universidad de Kansas es una importante universidad integral de investigación y enseñanza. La misión de la universidad es hacer avanzar a los estudiantes y la sociedad mediante la educación de líderes, la construcción de comunidades saludables y la realización de descubrimientos que cambien el mundo. El Servicio de Noticias de la Universidad de Kuwait es la oficina central de relaciones públicas del campus de Lawrence.
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