Le biofirme possono rivelare una grande quantità di nuovi dati racchiusi dentro i vecchi fossili


Un nuovo mondo di “firme” biochimiche trovate in tutti i tipi di fossili antichi si sta rivelando ai paleontologi, fornendo una nuova strada per la comprensione delle principali questioni evolutive.


In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science Advances, i ricercatori di Yale delineano un nuovo approccio alla ricerca di segnali biologici a lungo ritenuti perduti nel processo di fossilizzazione. Il nuovo approccio ha già fornito preziose informazioni sui gusci morbidi che hanno ricoperto le prime uova di dinosauro e ha dimostrato che un’antica creatura nota come Tully Monster era un vertebrato molto insolito.

“Quello che stiamo scoprendo è che i residui molecolari e carbonacei conservano quasi sempre un indizio microscopico all’interno dei fossili”, ha detto Jasmina Wiemann, una studentessa laureata del Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie di Yale e prima autrice dello studio. “La materia organica fossile è un mix incredibile di cose, basato sui prodotti di degradazione chimica delle biomolecole originali”.

Lavorando con il paleontologo di Yale Derek Briggs e il chimico di Yale Jason Crawford, entrambi co-autori dello studio, Wiemann ha analizzato la composizione molecolare di 113 fossili animali risalenti a 541 milioni di anni fa. Si tratta del più grande insieme di dati fossili da analizzare con mezzi chimici.

Ciò che hanno trovato è stata l’abbondanza di tessuti molli che si fossilizzano in polimeri. Riconoscere questi polimeri e i tessuti molli che rappresentano può aiutare i ricercatori a determinare come i vari animali si relazionano tra loro nella storia dell’evoluzione.

“Noi dimostriamo che proteine, lipidi e zuccheri in tutti i tipi di tessuti animali convergono nella composizione durante la fossilizzazione attraverso processi come la lipossidazione e la glicoossidazione per formare polimeri”, ha detto Briggs, il professore di Geologia e geofisica G. Evelyn Hutchinson della Facoltà di Lettere e Scienze di Yale.

Wiemann ha utilizzato l’analisi spettrale Raman – una tecnica di analisi chimica non distruttiva – per determinare se ci sono firme biochimiche identificabili che sopravvivono all’interno di questi polimeri.

Finora, lei e i suoi colleghi hanno trovato tre categorie principali di firme:

  • Segnali di biomineralizzazione (che hanno contribuito a determinare la natura morbida dei primi gusci d’uovo di dinosauro).
  • Segnali tissutali che differenziano, per esempio, la cuticola degli insetti e la cartilagine dei vertebrati (usata per identificare il Tully Monster come un vertebrato).
  • Segnali filogenetici che si basano su prodotti di fossilizzazione di aminoacidi, rivelando come gli animali sono correlati.

I ricercatori hanno detto che la comprensione delle firme biologiche nei fossili ha il potenziale per far progredire fondamentalmente le conoscenze scientifiche sull’evoluzione della vita sulla Terra.

“Con questo approccio, possiamo andare in una serie di direzioni di ricerca diverse, che rappresentano grandi domande per l’evoluzione degli animali con risposte che pensavamo fossero fuori dalla portata dei fossili”, ha detto Wiemann.

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