Fossiler er ulykker. Bare den minste delen av beinene kommer opp på denne måten, på grunn av svært bestemte kombinasjoner av plassering, temperatur, trykk og tid. De fleste bein er ødelagte og jordet, så alt som blir fossilt er et sjeldent unntak, ikke regelen. Og innenfor dette rike av outliers er det en enda mer uvanlig kategori av "eksepsjonelle" fossiler - de som bevarer fjær, hud eller andre anatomiske strukturer.
En forhistorisk fjær ville ha den beste muligheten til å stikke seg om det skjedde å bli begravet - mens det fortsatt var friskt i finkornet sediment i et miljø med lite oksygen. Evan Saitta, en postdoktoralforsker ved Natural History Museum i Chicago, sammenligner scenariet med et videospill hvor en spiller må fortsette å overvinne hindringer og utjevning. opp. "Dine tidligere nivåer er ting som å bli begravet av sediment og unngå mikrobial forfall," sier Saitta. "Du må passere disse nivåene med organics fortsatt intakt."
Canadas robuste Burgess Shale er en gullgruve for forskere som søker eksepsjonelle fossiler. Mark A. Wilson / Public DomainFossiler som fjerner dem hindrer og vedvarer i millioner av år er lastet med informasjon for forskere. Noen kan ha bevart melanosomer, som forskere kan bruke til å rekonstruere fargen på dyrets hud eller fjærfe. Strukturer i fjærene kan bidra til å forklare hvordan de kom fram og utviklet seg. Men eksepsjonelle fossiler som disse er så sjeldne at paleontologer som studerer taphonomi - prosessen med hvordan fossiler danner - er igjen med mange spørsmål. Hvilke molekyler gjør og ikke vedvarer? Hvordan er de som tåler forandret seg av varmen og trykket?
Saitta mener at han, hans eksamensrådgiver, Jakob Vinther, fra University of Bristol, og deres samarbeidspartner Tom Kaye ved Stiftelsen for Vitenskapelig Fremskritt, har laget en måte å grave inn på disse spørsmålene: ved å omdanne sine egne fossiler i et laboratorium.
I et nytt papir i paleontologi, Saitta og selskapet skisserer oppskriften på en DIY fossil. De pakket moderne hagedemmer, kyllingfjær og plantemateriale - "i utgangspunktet så frisk som du kan få," sa Saitta til leire, og deretter oppvarmet disse i standardlaboratorier på rundt 410 grader Fahrenheit ved et trykk på 3.500 psi.
Siden det organiske materialet var innkapslet, var det ingen måte å fortelle sikkert når det var godt og klart uten å bryte pakken åpen. Etter noen eksperimenter fant forskerne at 24 timer syntes å være det søte stedet for å etterligne modningen av et fossilt under geotermisk varme og dyp tid. Ratcheting opp varmen kan kompensere, litt, for tiden, legger Saitta til, så han var ikke så bekymret for overkokende det.
En fjær, før og etter DIY-fossilisering. Hilsen Evan SaittaDette er ikke første gang forskerne har forsøkt å modne "fossiler" på en stram tidsplan, men Saitta mener at deres teknikk er mer vellykket enn tidligere innsats. I tillegg til å ikke gi resultatene forskerne håpet på, fikk noen av disse forsøkene en liten feil. Når en fossil dannes i bakken, kan proteiner lekke ut etter hvert som de nedbrytes. I tidligere studier i forseglede kapsler ble keratinproteiner i fjær og skalaer inneholdt, og festet inn i en rangerende goo som luktet som brent hår, sier Saitta. Denne gangen var det organiske materialet innkapslet i porøst sediment som ga rom for at disse proteinene kunne leke ut, noe som førte til bedre resultater og mindre av en ick faktor. Deres bakte fossiler ser ut som den virkelige avtalen, og da de studerte dem under et skanningelektronmikroskop, så de melanosomer. "Det er en indikasjon på at det vi gjør er sammenlignbare med det naturlige fossiliseringssystemet, sier Saitta.
Maria McNamara, en paleobiolog og ekspert i eksepsjonelle fossiler ved University College Cork, som ikke var involvert i å utvikle denne eksperimentelle protokollen, fortalte Oppdage at selv om prosessen ikke er en perfekt analog for hva som skjer over millioner av år i bakken, er det en troverdig innsats. "Vi kan ikke replikere det naturlige miljøet. Vi kan aldri vite alle variablene som var på spill, "sa McNamara. "Så den eneste måten vi kan undersøke fossilisering på er å bruke kontrollerte eksperimenter. Jeg tror denne studien er et fint forsøk på å bygge bro over det gapet. "
Nå er målet å forfine prosessen, og skape «noe mer og mer som en fossil», sa Saita, "så vi kan da leke med hvordan disse tingene fungerer."