Место окаменелостей в Шотландии - «Розеттский камень» для понимания ранней жизни

Передовые технологии раскрыли секреты всемирно известных ископаемых кладов, которые могут дать важные сведения о ранней жизни на Земле. Исследователи, которые проанализировали тайник возрастом 400 миллионов лет, найденный в сельской местности на северо-востоке Шотландии, говорят, что их результаты показывают лучшую сохранность окаменелостей на молекулярном уровне, чем предполагалось ранее. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Новое тщательное изучение прекрасно сохранившейся сокровищницы из Абердиншира позволило ученым идентифицировать химические отпечатки различных организмов внутри нее.

Точно так же, как Розеттский камень помог египтологам перевести иероглифы, команда надеется, что эти химические коды помогут им больше узнать об идентичности форм жизни, которые представляют другие, более неоднозначные окаменелости.

Впечатляющая ископаемая экосистема недалеко от деревни Райни в Абердиншире была обнаружена в 1912 году, минерализована и заключена в кремни — твердые породы, состоящие из кремнезема. Известный как кремень Райни, он возник в раннем девонском периоде — около 407 миллионов лет назад — и играет важную роль в понимании учеными жизни на Земле.

Исследователи объединили новейшую неразрушающую визуализацию с анализом данных и машинным обучением для анализа окаменелостей из коллекций, хранящихся в Национальных музеях Шотландии и университетах Абердина и Оксфорда. Ученые из Эдинбургского университета смогли провести более глубокие исследования, чем это было возможно ранее, что, по их словам, может дать новое представление о менее хорошо сохранившихся образцах.

Используя технику, известную как FTIR-спектроскопия, в которой инфракрасный свет используется для сбора данных с высоким разрешением, исследователи обнаружили впечатляющее сохранение молекулярной информации в клетках, тканях и организмах в горной породе.

Поскольку они уже знали, какие организмы представлены большинством окаменелостей, команда смогла обнаружить молекулярные отпечатки пальцев, которые надежно различают грибы, бактерии и другие группы.

Затем эти отпечатки пальцев были использованы для идентификации некоторых из наиболее загадочных членов экосистемы Райни, в том числе двух экземпляров загадочного трубчатого «нематофита».

Эти странные организмы, обнаруженные в девонских, а затем в силурийских отложениях, имеют как водорослевые, так и грибковые характеристики, и ранее их было трудно отнести ни к одной из категорий. Новые результаты показывают, что вряд ли это были лишайники или грибы.

Доктор Шон МакМахон, научный сотрудник Школы физики и астрономии Эдинбургского университета и Школы наук о Земле, сказал: «Мы показали, как можно использовать быстрый неинвазивный метод для различения различных форм жизни, и это открывает уникальную окно в разнообразие ранней жизни на Земле».

Команда ввела свои данные в алгоритм машинного обучения, который смог классифицировать различные организмы, предоставив возможность сортировки других наборов данных из других пород, содержащих ископаемые.

Доктор Корентин Лорон, международный научный сотрудник Королевского общества Ньютона из Школы физики и астрономии Эдинбургского университета, сказал, что исследование показывает ценность объединения палеонтологии с физикой и химией для получения новых сведений о ранней жизни.

«Наша работа подчеркивает уникальное научное значение некоторых захватывающих природных богатств Шотландии и дает нам инструмент для изучения жизни в более сложных и неоднозначных остатках», — сказал доктор Лорон.

Доктор Ник Фрейзер, хранитель отдела естественных наук в Национальных музеях Шотландии, считает, что никогда нельзя недооценивать значение музейных коллекций для понимания нашего мира. Он сказал: «Продолжающееся развитие аналитических методов открывает новые возможности для изучения прошлого. Наше новое исследование дает еще один способ еще глубже заглянуть в летопись окаменелостей».