Cómo hacer un fósil en un solo día / huesos

Hace millones de años, alguna ave cumplió el final de su vida. Tal vez sucedió que caía al suelo en un lugar especial en un momento especial, donde tal vez, solo tal vez, las condiciones eran las adecuadas para preservar sus restos durante millones de años. Entonces podría haber llegado hasta nosotros, en los afloramientos negros y escarpados de Burgess Shale de la Columbia Británica, o la piedra caliza de la región de Solnhofen en Alemania, o los sedimentos en capas de la Formación Huajiying en el este de China..

Los fósiles son accidentes. Sólo la fracción más simple de los huesos termina de esta manera, debido a combinaciones muy particulares de ubicación, temperatura, presión y tiempo. La mayoría de los huesos se rompen y se muelen, por lo que cualquier cosa que se convierta en fósil es una rara excepción, no la regla. Y dentro de este reino de valores atípicos, hay una categoría aún más inusual de fósiles “excepcionales”: los que conservan plumas, piel u otras estructuras anatómicas.

Una pluma prehistórica tendría la mejor oportunidad de quedarse en el lugar si estuviera enterrada, mientras aún se encontraba en un sedimento de grano fino en un ambiente con poco oxígeno. (Los prolíficos sitios de fósiles que se mencionan arriba tenían todo esto a su favor). Evan Saitta, un investigador postdoctoral en el Field Museum de Historia Natural de Chicago, compara el escenario con un videojuego, en el que un jugador tiene que seguir superando obstáculos y nivelando arriba. "Sus niveles anteriores son cosas como ser enterrado por los sedimentos y evitar la descomposición microbiana", dice Saitta. "Tienes que pasar esos niveles con productos orgánicos intactos".

Los fósiles que despejan esos obstáculos y persisten durante millones de años están cargados de información para los científicos. Algunos podrían haber conservado los melanosomas, que los investigadores pueden usar para reconstruir el color de la piel o el plumaje de un animal. Las estructuras en las plumas pueden ayudar a explicar cómo emergieron y evolucionaron. Pero los fósiles excepcionales como estos son tan raros que los paleontólogos que estudian la tafonomía, el proceso de formación de los fósiles, se quedan con muchas preguntas. ¿Qué moléculas persisten y cuáles no? ¿Cómo son los que perduran cambiados por el calor y la presión??

Saitta cree que él, su asesor graduado Jakob Vinther, de la Universidad de Bristol, y su colaborador Tom Kaye de la Fundación para el Avance Científico han preparado una manera de profundizar en estas cuestiones: mediante la ingeniería inversa de sus propios fósiles en un laboratorio..

En un nuevo papel en Paleontología, Saitta y compañía describen la receta de un fósil de bricolaje. Empaquetaron extremidades modernas de lagarto, plumas de pollo y material vegetal "básicamente lo más fresco que se puede obtener", dice Saitta, en tabletas de arcilla, y luego las calentaron en hornos de laboratorio estándar a unos 410 grados Fahrenheit, a una presión de 3.500 psi.

Dado que el material orgánico estaba encerrado, no había forma de saber con certeza cuándo estaba bueno y listo sin romper el paquete abierto. Después de algunos experimentos, los investigadores encontraron que 24 horas parecían ser el punto dulce para imitar la maduración de un fósil bajo el calor geotérmico y el tiempo profundo. Aumentar el calor podría compensar, un poco, el tiempo, agrega Saitta, por lo que no le preocupaba demasiado cocinarlo demasiado..

Esta no es la primera vez que los investigadores han tratado de madurar los "fósiles" en un calendario apretado, pero Saitta cree que su técnica es más exitosa que los esfuerzos anteriores. Además de no lograr los resultados esperados por los investigadores, algunos de estos intentos se pusieron un poco mal. Cuando se forma un fósil en el suelo, las proteínas pueden filtrarse a medida que se degradan. En ensayos previos en cápsulas selladas, las proteínas de la queratina en plumas y escamas se contenían y se convertían en una sustancia pegajosa que olía a pelo quemado, dice Saitta. En esta ocasión, el material orgánico se encajonó en un sedimento poroso que dejó espacio para que estas proteínas se filtraran, lo que dio lugar a mejores resultados y menos factor de asco. Sus fósiles cocidos parecen reales, y cuando los estudiaron con un microscopio electrónico de barrido, vieron melanosomas. "Eso es una indicación de que lo que estamos haciendo es comparable al sistema natural de fosilización", dice Saitta..

Maria McNamara, paleobióloga y experta en fósiles excepcionales de la University College Cork, que no participó en el desarrollo de este protocolo experimental, dijo a Descubrir eso, aunque el proceso no es un análogo perfecto para lo que sucede durante millones de años en el terreno, es un esfuerzo creíble. “No podemos replicar el entorno natural. Nunca podemos saber todas las variables que estaban en juego ”, dijo McNamara. “Entonces, la única forma en que podemos investigar la fosilización es mediante el uso de experimentos controlados. Creo que este estudio es un buen intento de cerrar esa brecha ".

Ahora, el objetivo es refinar el proceso y crear "algo más y más como un fósil", dice Saitta, "para que podamos ir a jugar con cómo funcionan estas cosas".