Lebih dari 100 juta tahun yang lalu, seekor reptil terbang bernama pterosaurus terbang melintasi lautan, berburu cumi-cumi dan ikan.

Jauh setelah itu, salah satu tulang sayapnya ditemukan di Brasil, berubah selama ribuan abad menjadi fosil yang tersusun dari campuran rumit berbagai bahan kimia dan mineral.

Dan dalam penelitian baru yang dipublikasikan di iScience, saya dan kolega menemukan bahwa tulang fosil ini masih menyimpan rahasia kehidupan makhluk tersebut, termasuk struktur mikroskopis dalam tulangnya serta jejak molekuler dari biologi dan pola makannya.

Harta karun fosil dari Brasil

Fosil ini berasal dari Formasi Romualdo di Cekungan Araripe, Brasil timur laut, salah satu deposit fosil paling spektakuler di dunia. Situs ini telah menghasilkan ikan, kura-kura, kerabat buaya, dan pterosaurus yang terawetkan dengan sangat apik.

Banyak fosil dari Formasi Romualdo yang terawetkan di dalam bongkahan batu bulat yang dikenal sebagai konkresi karbonat. Struktur mineral ini terbentuk tak lama setelah penguburan, secara efektif menyegel sisa-sisa makhluk hidup dari lingkungan sekitarnya.

Anggap saja seperti kapsul waktu alami.

Fosil kami adalah tulang sayap berongga, atau phalanx. Tulang pterosaurus tipis dan ringan untuk membantu terbang, jadi jarang sekali terawetkan sedetail ini.

Dengan menggunakan pemindaian CT resolusi tinggi, kami memeriksa bagian dalam tulang tanpa harus merusaknya. Hasil pemindaian mengungkapkan lapisan-lapisan mineral dengan kepadatan berbeda yang mengisi rongga tulang—bukti dari rangkaian peristiwa kimia kompleks yang mengawetkan tulang ini. Kami juga menggunakan beberapa metode lain untuk mengidentifikasi mineral-mineral tersebut.

Mikroba membantu pembusukan—dan pengawetan

Pengawetan luar biasa fosil ini mungkin dimulai dari pembusukan. Saat tubuh pterosaurus membusuk di dasar laut purba, mikroba mengurai jaringan tubuh dan mengubah kimia sedimen. Perubahan ini memicu pembentukan mineral fosfat secara cepat.

Satu mineral khusus, yang disebut fluorapatit, terbentuk di dalam dan di sekitar tulang, menstabilkan fitur-fitur rapuh sebelum sempat hilang. Di bawah mikroskop, kami masih bisa melihat saluran mikroskopis yang dulunya membawa nutrisi melalui jaringan hidup.

Analisis mineral mengungkapkan bukti aktivitas mikroba. Kami mendeteksi barit dan selestit, mineral yang terkait dengan bakteri pengguna sulfur. Mikroba-mikroba ini mendorong reaksi kimia yang membantu menciptakan kondisi yang diperlukan untuk pengawetan.

Dengan kata lain, mikroba purba tidak hanya membusukkan tubuh, mereka juga membantu mengawetkannya untuk ilmu pengetahuan.

Brankas mineral untuk molekul purba

Setelah mineral fosfat awal menstabilkan tulang, serangkaian lapisan kalsit secara bertahap terbentuk di dalam dan di sekitarnya. Ini sebagian besar berasal dari karbon yang dilepaskan selama pembusukan jaringan lemak.

Pertama, lapisan tipis kalsit berbutir halus terbentuk di sepanjang permukaan tulang, diikuti oleh lapisan kedua yang butirannya sedikit lebih kasar. Dalam jangka waktu yang lebih lama, kristal kalsit yang lebih besar terbentuk, akhirnya mengisi seluruh rongga tulang.

Analisis menunjukkan bahwa kalsit ini rendah akan isotop yang disebut karbon-13, yang mengindikasikan bahwa sebagian berasal dari sumber karbon organik, seperti lipid lemak dan material tulang sisa. Sebaliknya, materi organik yang tersisa di dalam tulang tampaknya memiliki kadar karbon-13 yang relatif tinggi.

Penghalang mineral berlapis-lapis ini bertindak seperti brankas geologis, melindungi struktur rapuh dan senyawa organik yang terperangkap dalam tulang dari degradasi kimia selama jutaan tahun.

Perlindungan ini memungkinkan jejak molekuler seperti biomarker steroid dan pola serat kolagen bertahan hidup, memberi kita jendela langka ke dalam biologi dan pola makan reptil terbang purba ini.

Jejak molekuler kehidupan purba

Di dalam struktur yang termineralisasi ini, kami mendeteksi jejak molekuler kehidupan yang disebut sterana, yang berasal dari lipid steroid yang pernah ada dalam sel hidup. Sepengetahuan kami, ini adalah pertama kalinya biomarker steroid dilaporkan dari fosil pterosaurus.

Yang lebih menarik lagi, molekul-molekul ini membawa petunjuk pola makan. Analisis isotop karbon dari senyawa turunan kolesterol menunjukkan bahwa pterosaurus ini kemungkinan besar memangsa ikan atau hewan laut mirip cumi-cumi, sesuai dengan apa yang kita duga dari bentuk gigi dan tengkoraknya.

Fosil ini juga mengawetkan struktur mikroskopis yang menyerupai serat kolagen, kerangka protein yang memperkuat tulang. Meskipun telah berubah secara kimia selama jutaan tahun, pola seratnya tetap terlihat dan mirip dengan yang terlihat pada burung modern, yang merupakan kerabat jauh pterosaurus.

Membaca fosil dengan cara baru

Penemuan seperti ini mengubah cara kita mempelajari fosil. Alih-alih hanya mengamati bentuk tulang, kita sekarang juga bisa memulihkan sidik jari kimia dan molekuler.

Memahami bagaimana fosil luar biasa seperti ini terbentuk dapat membantu mengidentifikasi spesimen lain yang mampu mengawetkan biomolekul purba. Lebih luas lagi, temuan kami menunjukkan bahwa dalam kondisi yang tepat, jejak molekuler kehidupan dapat bertahan selama lebih dari 100 juta tahun.

Terkait: Fosil Baru Menunjukkan Burung dan Pterosaurus Terbang Berdampingan

Bahkan setelah jutaan demi jutaan tahun, kehidupan purba masih bisa meninggalkan petunjuk kimia yang menunggu untuk ditemukan.

Seiring dengan terus berkembangnya teknik analisis dan semakin dipahaminya cara-cara pengawetan yang tak biasa, potensi untuk memulihkan informasi yang sebelumnya tak terjangkau semakin besar.

Di masa depan, kita bahkan mungkin bisa mendeteksi fragmen DNA purba atau sisa-sisa molekuler lainnya dalam fosil yang terawetkan secara luar biasa, termasuk fosil dinosaurus dan pterosaurus.

Kliti Grice, John Curtin Distinguished Professor Geokimia Organik dan Isotop, Curtin University

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.

(KoranPost)

Sumber: www.sciencealert.com
https://www.sciencealert.com/ancient-pterosaur-wing-reveals-biological-secrets-hidden-for-100-million-years