Химия их связала

Любой, кто в детстве увлекался историями о динозаврах, помнит не только страшного тираннозавра или дружелюбного диплодока, но и первую «птицу» — археоптерикса, интересного и необычного динозавра. Он привлекает повышенное внимание не только детей и любителей историй о динозаврах, но и ученых. «Археоптерикс для палеонтологии примерно то же, что Тутанхамон для археологии. Это одна из икон нашей науки», — считает Фил Маннинг, палеонтолог из Университета Манчестера и один из авторов нового исследования археоптерикса, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Образец скелета археоптерикса возрастом 150 млн лет изучался, что называется, вдоль и поперек. Археоптерикса изучают уже 150 лет, и казалось, что уже найдено все, что можно было найти. Ученые пришли к выводу, что он не содержит ничего, кроме ископаемых костей и скальной породы, похоронившей древнего ящера.

Однако новое синхротронное исследование вещества останков показало, что это не так и в породе сохранились частицы изначальных химических веществ динозавра.

Международный коллектив палеонтологов, геохимиков и физиков провел масштабное исследование химии полудинозавра-полуптицы.

Первый археоптерикс был найден полтора века назад почти в то же время, когда Чарльз Дарвин опубликовал свое «Происхождение видов». Тогда открытие стало одним из важных подтверждений высказанной им теории эволюции. В последующие годы было найдено еще девять образцов археоптерикса, в том числе и так называемый образец из Термополиса, который и был объектом нового исследования. Ранее он подвергался детальному визуальному анализу и рентгеновскому томографическому исследованию. Ученые сочли, что под поверхностью образца не сохранилось веществ, составлявших когда-то тело динозавра. Однако обычные рентгенографические исследования не позволяют обнаруживать и изучать очень мелкие частицы вещества — эта задача под силу лишь синхротронному излучению, имеющему более высокую энергию. Оно используется в материаловедении и биологии, кристаллографии и биохимии. Теперь этот метод был применен для исследования ископаемых останков динозавра.

С его помощью ученым удалось составить полную карту расположения химических элементов внутри образца археоптерикса. Был исследован и состав окружающей скальной породы — концентрация различных элементов в нем и в самом скелете была различной. Это подтверждает, что обнаруженные вещества действительно изначально были частью организма археоптерикса, а не попали в ископаемое из окружающей среды.

«Ученые еще никогда не использовали такую совершенную технику для исследований археоптерикса. Из-за высокой яркости источника синхротронного излучения нам удалось увидеть точный химический состав образца, найти следы редких веществ, которые мы даже не ожидали увидеть там», — сказал физик Уве Бергманн, который возглавлял рентгенографическое исследование.

Эксперимент показал, что обнаруженные фрагменты волокон — это не разложившиеся остатки органического вещества животного, а окаменевшие фрагменты перьев. Они содержат фосфор и серу — элементы, которыми богаты перья современных птиц. Следовые количества меди и цинка были найдены в костях динозавра, что также роднит его с птицами.

Таким образом, если физическая связь археоптерикса и птиц до сих пор обсуждается, то химическая связь вполне локализована.

Кроме того, это исследование может перевернуть мир палеонтологии и открыть дорогу современным методам исследования вещества в этой области науки. «Теперь мы может узнать о древних организмах гораздо больше: используя новые технологии, мы почти прикасаемся к привидениям. Химия — это ключ к будущему палеонтологии. Этот сдвиг парадигмы», — считает британский геохимик Рой Воглиус, старший автор работы.

Справедливости ради нужно заметить, что не все ископаемые скелеты пригодны для такого исследования. Кости, уже извлеченные из начальной породы, изучить не получится: для точности эксперимента необходимо постоянно сравнивать материал животного с материалом скальной породы, чтобы исключить влияние переноса вещества между ними. Эту особенность теперь должны учитывать палеонтологи, ведущие раскопки и занимающиеся поиском новых ископаемых.