Это третья в серии из пяти частей, написанной экспертами, которая была представлена в новой Смитсоновской выставке «Зал окаменелостей - Deep Time», открывающейся 8 июня в Национальном музее естественной истории. Полную серию можно найти, посетив наш специальный доклад Deep Time.
Вопреки распространенному мнению, стать ископаемым может быть легко, а не трудно, и окаменелости могут быть в изобилии, а не в редких. Все зависит от того, из чего состоит организм, где он живет и умирает, и что происходит дальше в процессе «пыль в прах» - сохранение или естественная переработка.
Здоровая доза шанса вносится, когда дело доходит до живого мира и окаменелостей. Как однажды сказал мой коллега: «Жизнь после смерти рискованна». В течение длительного времени - выживания в течение миллионов лет и попадания на музейную выставку - мы обычно думаем, что останки растений и животных необходимо окаменеть, или, скорее, наполнен минералами, которые делают их твердыми и долговечными на века.
Но - и это удивительно для большинства людей - иногда мертвые части не нужно превращать в камень, чтобы они сохранялись почти вечно. Когда мертвые и похороненные не окаменели, существуют другие способы, которые спасают их от разрушения и сохраняют части их тел с небольшими изменениями в течение огромных периодов геологического времени.
Мы все еще открываем новые повороты на пути к успешному сохранению ископаемых. Возьмите растения, например. Как всем известно, растения состоят из мягких, легко разрушаемых материалов. Окаменелое дерево является знакомым примером окаменения: куски стволов деревьев превращаются в сверхтвердые породы, но при этом сохраняют кольца роста и даже клеточные структуры некогда живущего дерева. Как это произошло?
Окаменелое дерево, (выше: Quercus sp. ) Является знакомым примером окаменения - куски стволов деревьев превращаются в сверхтвердые породы, но все еще сохраняют кольца роста и даже клеточные структуры некогда живущего дерева. (Люсия Р.М. Мартино, НМНХ) Эксперименты показали, что когда дерево погружено во влажный осадок с большим количеством растворенного кремнезема, вода медленно переносит кремнезем в крошечные пространства в древесине, пока древесина не превратится в камень. Но это не полностью изменится, потому что некоторые из оригинальных органических частей все еще находятся в ловушке, помогая сохранить микроскопическую структуру дерева. Такие элементы, как железо и марганец, попадающие в воду, могут окрашивать кремнезем, создавая красивые узоры красного, коричневого и черного цветов, но иногда это разрушает детали древесной структуры.
Еще один прекрасный пример неполного окаменения можно найти в новой выставке «Зал Ископаемых - Глубокое время» в Смитсоновском национальном музее естественной истории. Это кусок дерева, который имеет силицирование снаружи, но имеет оригинальную волокнистую древесину внутри. Этому удивительному ископаемому 14 миллионов лет. Внешняя часть захороненного бревна была запечатана кремнеземом до того, как внутренняя поверхность была повреждена, сохранив первоначальную древесину в «каменном ящике» без разложения на века. Невероятно, но если вы потрете пальцем по внутренней части дерева, вы можете получить осколок, как с современной пиломатериалом.
У людей и многих других организмов есть скелеты, которые уже минерализованы, поэтому, когда дело доходит до окаменения, это дает нам костлявым животным встроенное преимущество перед растениями, медузами и грибами - и это лишь некоторые из наших мягких тел, легко перерабатываемых землянами. Подумайте обо всех ракушках, которые вы видели на пляже, скалистых коралловых рифах, белых меловых скалах Дувра в Англии. Все они сформированы из биоминералов - это означает, что организмы строили их, пока они были живы, обычно для силы и защиты, а затем оставляли их после смерти. Все эти примеры сделаны из карбоната кальция - обратите внимание, что они содержат углерод - и их миллиарды скелетов были ответственны за удаление огромных количеств углерода из атмосферы в прошлом.
Скелеты динозавров могут получить всю славу, но самые распространенные окаменелости на Земле - это крошечные скелеты микроорганизмов, которые живут в воде. Неисчислимые числа можно найти в поднятых и обнаженных древних скалах, которые теперь можно найти на суше или все еще погребены глубоко под океанами.
Невероятно, но если вы потрете пальцем по зерну внутренней древесины этого удивительного окаменелости 14-летней давности, Pinophyta, вы можете получить осколок, как с современной пиломатериалом. (Люсия Р.М. Мартино, НМНХ) Микроскопические скелеты идут вниз, образуя сегодня новые слои осадка на дне океана, так же как и миллионы лет назад. Кислая вода или даже просто холодная вода может растворить крошечные карбонатные скелеты, прежде чем они достигнут дна. После захоронения мельчайшие раковины могут рекристаллизоваться или растворяться, если они не защищены грязью, которая блокирует поток воды, и те, которые выживают в виде окаменелостей, очень ценны для палеонтологов из-за их неизмененных биоминералов. Этот процесс отличается от того, что происходит с окаменевшим деревом, которое в основном превращается в камень. На самом деле, для морских микрофоссилий лучше, если они меняются как можно меньше, потому что эти маленькие скелеты рассказывают нам, каков был климат Земли, когда они были живы.
Мы знаем, что многие погребенные микрооболочки являются нетронутыми, что означает, что их биоминералы оставались неизменными в течение миллионов лет, поэтому геохимики могут использовать их для восстановления химического состава воды и глобальной температуры в момент гибели микроорганизмов.
Многие тщательные научные исследования прошли химические испытания, которые показывают, какие крошечные раковины неизменны и, следовательно, подходят для определения прошлого климата, а какие нет. Хотя мы называем их окаменелостями, потому что они старые и глубоко зарыты в скале, многие из этих микроскелетов не изменились, когда они были сохранены под землей. Вместо этого они были заключены в грязный осадок, который превратился в камень вокруг них. Крошечные внутренние полые части раковин также заполнены грязью, не давая им быть раздавленными слоями тяжелой породы, которые закрывают их могилы.
Белые меловые скалы в Дувре в Англии сформированы из биоминералов или раковин, оставленных крошечными одноклеточными организмами, которые строили их, пока они были живы - обычно для силы и защиты - и затем оставляли их после смерти. (Джереми Янг) Большую часть времени костные скелеты и части деревьев не имеют возможности окаменеть, потому что многие другие организмы стремятся потреблять свои питательные вещества сразу после смерти.
Мой друг однажды сказал, довольно зловеще: «Вы никогда не живы так, как когда вы мертвы». И это так верно. Микробы, а также насекомые быстро заражают мертвых животных и растения, и мы, люди, считаем это довольно отвратительным.
Но эти разлагающие просто хотят вкусные пакеты мертвых тканей и биоминералов для себя. Вот почему тушки начинают плохо пахнуть вскоре после смерти животных - микробы создают ядовитые химические вещества, которые препятствуют похищению пищи более крупными существами. То же самое касается растений. Фрукты и овощи скоро разлагаются, потому что плесень и бактерии знают, как отвратить других потенциальных потребителей. Когда мы выбрасываем гнилой помидор в мусорное ведро - или предпочтительно в кучу компоста - это позволяет микробам делать свое дело - расти, размножаться и продолжать увековечивать свой собственный вид.
Berybolcensis leptacanthurs, белок-белок (Люсия Р.М. Мартино, NMNH) 
Thelypteris iddingsii, папоротник (Люсия Р.М. Мартино, НМНХ) 
Покрытосеменные, цветущее растение (Lucia RM Martino, NMNH) 
Симплоц, таракан (Джеймс Ди Лорето, NMNH) 
Vespidae, шершень (Джеймс Ди Лорето, NMNH) 
Gryllidae, кузнечик (Джеймс Ди Лорето, NMNH) 
Eoscorpius carbonarius, скорпион (Люсия Р.М. Мартино, NMNH) Что бы ни ускользало от мощных и зачастую вонючих сил экологической переработки, есть шанс стать частью окаменелости. Кости наших любимых ископаемых зверей в Зале Глубинного Времени были превращены в камень путем добавления минералов в их поровые пространства, но (как и в случае с окаменелым деревом), некоторые из оригинальных биоминералов обычно все еще там. Когда вы прикасаетесь к настоящей плечевой кости (кости передних конечностей) брахиозавра на новой выставке, вы соединяетесь с некоторыми биоминералами из оригинальной кости ноги этого гигантского зауропода, растоптавшей землю 140 миллионов лет назад.
То, как листья растений, пыльца и насекомые становятся окаменелостями, больше похоже на то, что происходит с морскими микроорганизмами. Они должны быть быстро похоронены в осадке, который затем превращается в твердый камень и защищает их тонкие структуры. Иногда ископаемый лист так хорошо сохранился, что его можно буквально оторвать от камня, как будто он что-то с твоего двора, даже если он был жив миллионы лет назад в давно потерянном лесу.
«Ископаемый зал-Глубокое время» открывается 8 июня 2019 года в Смитсоновском национальном музее естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия (Smithsonian.com). Итак, суть превращения животных и растений в окаменелости заключается в том, что иногда это означает много изменений, а иногда и вовсе не так много. Хорошо окаменеть, но его можно заключить в непроницаемый камень, смолу или янтарь, и это может даже сохранить кусочки древней ДНК.
Нам повезло, что у нас есть несколько способов формирования окаменелостей, потому что это означает, что больше посланников из прошлого. Окаменелости рассказывают нам разные истории о древней жизни на Земле - не только о том, кем были животные и растения и где они жили, но и о том, как они были сохранены как счастливые выжившие из глубокого времени.
