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2018年08月05日 星期日 放大 缩小 默认   
仿造千万年化石
实验室只需一天
凌启渝
  化石令人着迷,但它们的形成旷日持久。能不能让某个生物样本尽快形成化石呢?科学家开发了一种方法,能在约24小时内完成。这将给古生物学领域带来巨大的进步,因为除了直接研究化石本身,现在还能借助实验室处理过的新鲜生物残骸研究化石。

  在自然界,化石形成的方式各有不同,不过大致的过程是骨头(或其他生物材料)埋入地下,往往在其上方有大量沉积物堆积时,可能发生石化。在数万年甚至数百万年的时间里, 被埋深处的骨骼时刻承受地热和压力,组成它们的化学物质被矿物质逐步取代,骨头慢慢变成了石头。

  为更好地理解化石的形成过程如何影响各类生物材料,英国布里斯托大学的科学家设计、开发了一套称为“人工成熟”的实验室流程,将新鲜的标本,如鸟羽毛、蜥蜴肢、树叶形成人造化石。而时间呢,只需要约24小时。

  他们先借助液压,将样本封装在10美分硬币大小的黏土片里,分别置于密封金属管中,在超过210摄氏度的高温下施以238大气压的压力。经过24小时处理的黏土片裂开后,露出已石化的内容物。非但用肉眼看,这些人造化石酷似自然形成的化石;就是用扫描电子显微镜检查,两者还是有相当高的相似度(红框内是人造化石)。

  埃文·萨伊塔现在是菲尔德博物馆的博士后研究员,他在布里斯托攻读学位时开始从事这个项目。“我们在人造化石中能看到暴露的黑色素体,这些结构包含赋予羽毛和皮肤颜色的生物分子黑色素。而在天然化石中,也发现了黑色素体的存在。另外,天然化石中没有不稳定物质(如蛋白质和脂肪组织);在我们的人造化石中同样没有。”

  以前也有人尝试过在实验室制造化石,包括萨伊塔本人。但结果往往残留一些天然化石中不应有的化合物,形成外裹着“化石”的腐臭黏性物。这让人造与天然化石难以直接比较。究其原因,就是在石化过程中没有让自然分解的不稳定生物分子逸出。而新工艺让这些分解产物渗入黏土中,随即被去除,留下更接近天然的化石。

  那么,科学家为什么要试验人造化石呢?萨伊塔说,“化石记录的信息中有许多难以解释的数据。了解化石是如何形成的,帮助我们更好揭示其中的秘密。我们的实验方法就像提供了一张提示纸,借助它了解什么样的生物分子能承受石化过程的压力和高温,我们就能知道在研究天然化石时应关注的重点。”

  近年来,见到了一些特殊的化石,包括在中国辽宁西部发现的天然保存羽毛印痕的恐龙化石,其中在矿化的骨骼等组织上,有软组织保存为的深色有机薄层。如果你参照人工成熟的过程,可能有助于研究类似特殊化石的形成。

  团队的论文发表在《古生物学》杂志上。凌启渝  

     
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