macroevolution: (Default)
macroevolution ([personal profile] macroevolution) wrote2012-02-03 07:55 pm

Вопрос к химикам

Коллеги, кто знает химию (или биохимию, или микробиологию?), помогите, пожалуйста, бедным палеонтологам разобраться с экспериментом. Эксперимент тафономический - попробовали захоронить маленьких рачков в осадке и посмотреть, что с ними будет. Вот письмо от Елены Наймарк:

Уважаемые коллеги, обращаюсь к вам за помощью и надеюсь, что этот вид инернетного brain-storming станет новым способом решать научные задачи. Я сейчас занимаюсь проблемой сохранения мягких тканей в ископаемом состоянии по типу знаменитых эмбрионов Доушаньтуо или как в Burgess shale biota.
Были поставлены эксперименты с захоронением рачков Artemia salina в природных каолинитах. Каолиниты – напомню, глины белого цвета. В суспензию каолинита, приготовленную с пресной отстоянной водой (не дистилированной), в высокие стеклянные трубки были опущены рачки (живые, одного возраста, первой стадии линьки), трубки закрыли парафином и закрыли от света. Каолинит со временем осел, а рачки распределились по толще осадка. Их хорошо видно сквозь стекло трубки, так как они оранжевого цвета. Осадок довольно быстро стал темно-серого цвета, но вокруг каждого рачка сформировалось светлое пятно. В течение месяца картина становилась все более контрастной. Затем от верхних светлых пятен вверх потянулись тонкие светлые струйки. Со временем, то есть в течение двух недель эти струйки стали видны у большинства светлых пятен. Через три месяца только пятна в самом нижнем слое осадка оставались округлыми без струек. Одновременно в самой верхней части осадка формировался светлый слой, его толщина со временем увеличивалась. Мой вопрос заключается в том, чтобы расшифровать природу этих светлых пятен вокруг рачков. Мне явно не хватает знаний по микробиологи и биохимии, нужно было не прогуливать лекции в свое время. Что за химические и биохимические процессы сформировали эти пятна? Почему с течением времени от них потянулись вверх тонкие струйки? Какие могут быть тесты, чтобы проверить предположения? Все процессы протекают в бескислородной или микрокислородной среде, иначе темный осадок, который обеспечивается присутствием сульфидов, посветлел бы. Кстати он быстро, примерно за час, светлеет, когда его открывают и переносят в обычные комнатные условия. Я дала фотографии экспериментов, сделанных примерно через 2,5 месяца инкубации.


Здесь хорошо видны тонкие струйки, которые тянутся от светлых пятен. Наверху видно начало формирования светлого слоя.



Здесь светлый слой уже широкий



Светлые пятна вокруг оранжевых рачков.


[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-05 07:51 am (UTC)(link)
Кажется, я придумала, как проверить гипотезы о кислоте, спиртах и жире. Нужно аккуратно ввести снизу через парафиновую пробку (шприцем, вероятно, получится) по капле того, другого и третьего. Так, чтобы капли оказались около стенок пробирки, чтобы процесс можно было увидеть. И дальше посмотреть, как они будут себя вести в глинистом осадке в имеющихся условиях. И как я до этого раньше не додумалась! Можно ввести смесь этих веществ.
Пока что были выдвинуты следующие содержательные идеи: 1) кислоты окисляют сульфиды; проверить рН, проверить количественное соотношение Fe2+/Fe3+. Относительно первого поступило предложение о помощи, а для второго предложена схема проверки. Супер! 2)наверх поднимаются жиры (липиды) или спирты. Схемы проверки не предложено, кроме рН, но рН не разрешит вопрос о составе поднимающейся жидкости. 3) фотографировать пробирки с кусочком белой бумажки рядом, чтобы проще было выравнивать баланс белого . Принято. Другие идеи нужно еще обдумать. Если кому интересно, могу сообщать по мере получения дополнительных результатов.
Все вопросы о метаболических процессах, которые могут привести к появлению белых пятен, следует отложить до появления каких-то результатов о составе растворов светлого верхнего слоя и соответственно, светлых пятен. Правильно?

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-05 08:06 pm (UTC)(link)
Если я правильно понял, суть эксперимента заключается в том, чтобы смоделировать условия захоронение мягких тканей аля сланцы берджесс и прочие лагерштетты. Мне кажется, что тестовые рачки уже разложились на составляющие и, таким образом, удалось доказать, что это были не те самые условия. Можно конечно изучать хим состав продуктов распада, но мне кажется он будет характерен для любой разложившейся органики, а вот найти те самые консервирующие условия, позволяющие мягким тканям разлагаться настолько медленно, что они успевают отпечаться, это да, было бы интересно.

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 05:42 am (UTC)(link)
Вообще-то за три месяца рачки не разложились. Как были рыженькие с ножками, так и остались (см. фотку). Кроме того, важно понять, что же за микроусловия складываются вокруг подобного рачка. Видно, что они отличаются от усредненных условий захоронения. Поэтому ясно, что в словах " организмы захораниваются в бескислородной среде" тех самых, что обычно произносятся, информация ущербна и недостаточна. Наши рачки дают возможность смоделировать реальные природные процессы, то есть все то, что происходит при наступлении бескислородных условий.

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-06 08:49 am (UTC)(link)
Кроме доступа кислорода, думается мне, для моделирования реальных природных процессов (поправьте меня если я не прав - мы не имеем однозначного мнения об условиях в которых образовывались лагерштеты)необходимо учитывать и иные факторы. Как минимум соленость, ну, то есть в море они отлагались эти сланцы берджес, а оно соленое, температуру, на дне холоднее чем у нас в квартире, ну и наверняка еще пяток-десяток факторов. А вообще интересный эксперимент. Кстати, а как и когда вы собираетесь понять, что у вас получился/не получился тот самый лагерштет?
И вообще кажется, что дело не в микроусловиях вокруг рачков (тогда бы подобные захоронения не были бы такой редкостью), а просто в неком специфическом наборе внешних факторов - от температуры, насыщенности кислородом до хоть размерности и хим.состава осадка.

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 09:18 am (UTC)(link)
Во-первых, кое-какие пробирки я высушила и собираюсь на днях посмотреть, что там от рачков осталось. Во-вторых, (или это во-первых?), некоторые лагершетты мезозойского времени образовались на базе озерных отложений (помните динозавров с перьями?). Что же касается рачков и редкости сложившихся микроусловий думаю вот что. Микроусловия могут быть именно такими, но важна еще и обстановка, в которых они могли бы поддерживаться какое-то время. Но дело в том, что мы и об этих микроусловиях, как выяснилось, ничего не знаем. Так что важны все факторы.

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-06 03:57 pm (UTC)(link)
И я о том же. Есть микроусловия, о которых мы ничего не знаем, есть внешняя обстановка, о которой мы можем только строить предположения. Есть приоритет внешней обстановки. Так может от этого и нужно отталкиваться - строить гипотетическую модель внешней обстановки, моделировать кучу факторов воздействия, воссоздавать из в лабораторных условиях и смотреть как там ведут себя подопытные ткани - разлагаются, консервируются...

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 06:25 pm (UTC)(link)
О внешней обстановке пока мало что можно конкретного сказать. Из множества лагерштеттов разного возраста пока не удается вычленить общий знаменатель. Фации разные, химический состав разный, породы разные... Вот в чем дело. Видимо, это какой-то фактор, на который пока никто не обращал внимание. Поэтому тут может помочь и ориентация на "внутреннюю" обстановку.

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-06 07:16 pm (UTC)(link)
Да, мрак. Либо неучтенный внешний фактор, либо внезапно внутренняя обстановка. Не подскажете есть ли сводные исследования по различным лагерштеттам? Не могу поверить, что невозможно найти хоть один объединяющий момент. Как-то все же трудно согласиться с мыслью, что высококачественная сохранность мягких тканей почему-то зависит от именно внутренней обстановки.

[identity profile] elenanaimark.livejournal.com 2012-02-06 08:47 pm (UTC)(link)
Сводных исследований немало. Посмотрите Briggs с коллегами, у него несколько статей за последние 4 года. Сейчас не помню точно, где и когда опубликованы, а ссылки все на работе. Всем остальным тоже трудно согласиться с этой мыслью, потому и продолжаются исследования фациальных деталей.

[identity profile] luxen.livejournal.com 2012-02-06 09:06 pm (UTC)(link)
Спасибо. С нетерпением ждем результатов вскрытия проб. И вообще, тема про условия фоссилизации интересная, может стоит каким-то отдельным тредом сделать. Напомнило моего сокурсника с палеонты который на втором курсе в рамках курсовой фоссилизировал каких-то медузоидов.