Los investigadores han detectado por primera vez rastros químicos de pigmento rojo en un antiguo fósil: un ratón excepcionalmente bien conservado, no muy diferente de los ratones de campo actuales, que deambulaban por los campos de lo que ahora es el pueblo alemán de Willershausen hace unos 3 millones de años.hace.
El estudio reveló que la criatura extinta, cariñosamente apodada "poderoso ratón" por los autores, estaba vestida de piel marrón a rojiza en su espalda y costados y tenía una pequeña barriga blanca. Los resultados se publicaron hoy en Comunicaciones de la naturaleza .
La colaboración internacional, dirigida por investigadores de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, utilizó la espectroscopía de rayos X y múltiples técnicas de imagen para detectar la delicada firma química de los pigmentos en este ratón extinto hace mucho tiempo.
"La vida en la Tierra ha ensuciado el registro fósil con una gran cantidad de información que solo recientemente ha sido accesible a la ciencia", dice Phil Manning, profesor de Manchester que codirigió el estudio. "Un conjunto de nuevas técnicas de imagen puede ahoradesplegarse, lo que nos permite profundizar en la historia química de un organismo fósil y los procesos que preservaron sus tejidos. Donde una vez vimos simplemente minerales, ahora descubrimos suavemente los 'fantasmas bioquímicos' de las especies extintas ".
El equipo de investigación, que incluye científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía de EE. UU., Utilizó rayos de rayos X de la Fuente de luz de radiación sincrotrón Stanford SSRL de SLAC y la Fuente de luz de diamante DLS en el Reino Unido
Pintar una imagen del pasado
El color juega un papel vital en los procesos selectivos que han dirigido la evolución durante cientos de millones de años. Pero hasta hace poco, las técnicas utilizadas para estudiar los fósiles no eran capaces de explorar la pigmentación de los animales antiguos, que es fundamental cuando se reconstruye lo queparecía.
Este artículo más reciente marca un avance en la capacidad de resolver pigmentos de color fosilizados en especies desaparecidas mediante el mapeo de elementos clave asociados con el pigmento melanina, el pigmento dominante en animales. En forma de eumelanina, el pigmento da un color negro ocolor marrón oscuro, pero en forma de feomelanina, produce un color rojizo o amarillo.
Construyendo los cimientos
Hasta hace poco, los investigadores se habían centrado en los rastros de elementos que se sabe que están asociados con la eumelanina, que en experimentos anteriores revelaron patrones oscuros y claros en las plumas de las primeras aves, incluido Archaeopteryx , el famoso fósil que primero ofreció un vínculo claro entre dinosaurios y aves.
En 2016, el coautor Nick Edwards, científico de SLAC, dirigió un estudio que demostró el potencial para diferenciar entre eumelanina y feomelanina en las plumas de las aves modernas. Ese trabajo proporcionó un punto de referencia químico para este artículo más reciente, que por primera vezdemostró que es posible detectar el esquivo pigmento rojo, que es mucho menos estable con el tiempo geológico, en fósiles antiguos.
"Tuvimos que construir una base sólida usando tejido animal moderno antes de poder aplicar la técnica a estos animales antiguos", dijo Edwards. "Fue realmente un punto de inflexión en el uso de firmas químicas para romper el color de los animales antiguos con suavidadfósiles de tejidos "
Para revelar los patrones fósiles en el poderoso ratón, el equipo de Manchester usó SSRL y DLS para bañar los fósiles en rayos X intensos. La interacción de esos rayos X con metales traza encontrados en pigmentos permitió al equipo reconstruir la coloración rojizaen la piel del ratón
"Los fósiles utilizados en este estudio conservan detalles estructurales sorprendentes, pero nuestro trabajo enfatiza que tal preservación excepcional también puede conducir a detalles químicos extraordinarios que cambian nuestra comprensión de lo que es posible resolver en los fósiles", dijo el profesor de geoquímica de Manchester Roy Wogelius, quien codirigió el estudio: "En el camino aprendimos mucho más sobre la química de la pigmentación en todo el reino animal"
Agregar una nueva dimensión
La clave de su trabajo fue determinar que los metales traza se incorporaron al pelaje del ratón fosilizado exactamente de la misma manera que se unen a los pigmentos en animales con altas concentraciones de pigmento rojo en sus tejidos.
"A medida que investigas en un área en particular, el alcance de tus técnicas puede evolucionar", dice Uwe Bergmann, coautor y un distinguido científico del personal de SLAC que dirigió el desarrollo de la imagen de fluorescencia de rayos X utilizada en esta investigación"La esperanza es que puedas desarrollar una herramienta que se convierta en parte del arsenal estándar cuando se estudie algo nuevo, y creo que la aplicación a los fósiles es un buen ejemplo".
El esfuerzo, que involucró física, paleontología, química orgánica y geoquímica, informa a los científicos qué buscar en el futuro.
"Esperamos que estos resultados signifiquen que podamos tener más confianza en la reconstrucción de animales extintos y, por lo tanto, agregar otra dimensión al estudio de la evolución", dice Wogelius.
El equipo también incluyó investigadores de la Fujita Health University en Japón; el Stanford PULSE Institute; el College of Charleston en Carolina del Sur; el Children's Museum of Indianapolis; la University of Southampton en el Reino Unido; y la Joint Paleontology Foundation en España.Los fósiles fueron puestos a disposición del estudio por la Universidad de Gotinga en Alemania.
SSRL es una instalación de usuario de la Oficina de Ciencias del DOE. El Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural del Reino Unido proporcionó fondos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio nacional de aceleración DOE / SLAC . Original escrito por Ali Sundermier. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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