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Fosfatización

Diente de Otodus megalodon fosfatizado de la Formación Bahía Inglesa

La fosfatización , o fosilización fosfática , se refiere al proceso de fosilización en el que la materia orgánica es reemplazada por abundantes minerales de fosfato de calcio . Ha ocurrido en circunstancias inusuales la preservación de algunos microfósiles de altísima resolución en los que una preparación cuidadosa puede incluso revelar estructuras celulares preservadas. Estos fósiles microscópicos sólo son visibles con el microscopio electrónico de barrido .

Mecanismo

Se necesitan grandes cantidades de fosfato , ya sea del agua de mar o de los tejidos del organismo en descomposición. En algunos casos, los microbios controlan la fosfatación y los restos de los microbios que se alimentaron del tejido conservado forman el fósil. En otros, el propio tejido es la fuente de fosfato y sus restos fosfatizados forman el fósil. En el caso intermedio, el tejido fosfatado conserva las impresiones de los microbios fosfatizantes. [1]

Preservación fosfática en fósiles tipo Burgess Shale

Divertículos intestinales fosfatados de Mollisonia de Burgess Shale

Los fósiles de tejidos blandos, como los encontrados en Burgess Shale , son raros. En algunos casos, sus órganos internos se replican en fosfato. El fosfato proviene principalmente del propio tejido y luego puede ser reemplazado por carbonato de calcio. [2] Un pH bajo hace que sea menos probable que el CaCO 3 precipite, despejando el camino para que se deposite el fosfato. [2] Esto se ve facilitado por la ausencia de oxígeno en el tejido en descomposición. Por lo tanto, el fosfato (secundario) generalmente sólo se conserva en espacios cerrados, como por ejemplo en el caparazón de un bivalvo bien cerrado . [3]

Las concentraciones más altas de fosfato en el agua de mar no aumentan la fosfatación, como puede parecer natural; más bien, aumenta la velocidad a la que el organismo se descompone, tal vez porque el mineral "fertiliza" los microorganismos en descomposición. [2]

La fosfatización puede ocurrir rápidamente: las estructuras quitinosas que sostienen las branquias de los bivalvos pueden ser reemplazadas por fosfato de calcio, [4] con un poco de ayuda de bacterias concurrentes, en solo dos a seis días. [5] Las branquias y la musculatura de los bivalvos también se pueden conservar en fosfato. [4] [6] Las estructuras que se conservan más famosamente en fosfato en Burgess Shale son las glándulas del intestino medio de Leanchoilia , [7] quizás debido a su posición central y posiblemente a un pH bajo.

La fosfatización puede estar mediada por microbios, especialmente en grupos resistentes a la descomposición, como los artrópodos ; o dominado por sustrato, donde el tejido rico en fosfato lidera el proceso de mineralización (como en el pescado). Los cefalópodos se encuentran en algún punto entre estos dos extremos. [1] [4] [6]

Fósiles que sólo contienen fosfato

En los fósiles fosfatados, la conservación es tan fina que incluso se ha conservado alguna estructura celular. Los microfósiles fosfatados de la Formación Doushantuo , una lagerstätte rica en fósiles del período Ediacara , aproximadamente 590-565 Ma (megaannua; hace millones de años), muestran algunas de las preservaciones a nivel celular más espectaculares conocidas en el registro geológico. Los fósiles incluyen lo que podrían ser blástulas de metazoos , posiblemente embriones de animales en una etapa temprana de la división celular.

La Formación Doushantuo presenta un ejemplo clásico de fosilización fosfática: [ cita excesiva ]

«Este lecho fósil de alta resolución tiene aproximadamente un 30 % de fosfato, presente como mineral fluorapatita [Ca 5 (PO 4 ) 3 F]. Los lechos fosfáticos dentro de este depósito son piedras de grano compuestas de fosfoclastos de 1 a 5 mm. Estos derivan de una superficie fosfatada que se formó en el fondo del mar, recristalizando en el proceso los sedimentos superficiales existentes. Además de reemplazar los sedimentos carbonatados, también parecen haberse mineralizado los tejidos blandos de embriones, larvas, adultos y algas de metazoos. Luego, la corteza de sedimento fosfatado se rompió en pequeños fragmentos por la fuerte actividad de la corriente y luego se volvió a depositar y se mezcló con lodos calcáreos adyacentes. [8] Los cuidadosos baños ácidos eliminan las matrices de piedra caliza, disolviendo lentamente los carbonatos, y revelan los fosfatos que han reemplazado las estructuras orgánicas, de la manera que describe el Dr. Chen. También hay otros medios de fosilización representados en la Formación Doushantuo.

Un refinamiento para ver la estructura interna de los embriones fosilizados utiliza la tomografía computarizada de rayos X tridimensional microscópica especializada , una especie de micro-TAC. [9] [10]

Referencias

  1. ^ ab Wilby, P.; Briggs, D. (1997). "Tendencias taxonómicas en la resolución de detalles conservados en tejidos blandos fosfatados fósiles". Geobios . 30 : 493–502. Código Bib : 1997Geobi..30..493W. doi :10.1016/S0016-6995(97)80056-3.
  2. ^ abc Briggs, Derek EG; Kear, Amanda J. (octubre de 1994). "Descomposición y mineralización de camarones". PALAIOS . 9 (5): 431–456. Código bibliográfico : 1994Palai...9..431B. doi :10.2307/3515135. JSTOR  3515135.
  3. ^ Wilby, relaciones públicas; Whyte, MA (1995). "Tejidos blandos fosfatados en bivalvos de Portland Roach de Dorset (Jurásico superior)". Revista Geológica . 132 (1): 117. Código bibliográfico : 1995GeoM..132..117W. doi :10.1017/S001675680001147X. S2CID  140660499.
  4. ^ abc Klug, C.; Hagdorn, H.; Montenari, M. (2005). "Tejido blando fosfatado en bivalvos del Triásico". Paleontología . 48 (4): 833–852. Código Bib : 2005Palgy..48..833K. doi : 10.1111/j.1475-4983.2005.00485.x .
  5. ^ Skawina, A. (2010). "Descomposición experimental de branquias en bivalvos de agua dulce como clave para comprender su preservación en depósitos lacustres del Triásico superior". PALAIOS . 25 (3): 215–220. Código Bib : 2010Palai..25..215S. doi :10.2110/palo.2009.p09-081r. S2CID  129337648.
  6. ^ ab Klug, cristiano; Montenari, Michael; Schulz, Hartmut; Urlichs, Max (2007). "Adhesión de tejidos blandos de Ceratitida del Triásico Medio de Alemania". En Landman, Neil H.; Davis, Richard Arnold; Mapes, Royal H. (eds.). Cefalópodos presentes y pasados: nuevos conocimientos y nuevas perspectivas . Dordrecht: Springer. págs. 205–220. doi :10.1007/978-1-4020-6806-5_10. ISBN 978-1-4020-6806-5.
  7. ^ Butterfield, Nueva Jersey (2002). "Las tripas de Leanchoilia y la interpretación de estructuras tridimensionales en fósiles tipo Burgess Shale". Paleobiología . 28 : 155-171. doi :10.1666/0094-8373(2002)028<0155:LGATIO>2.0.CO;2. ISSN  0094-8373. S2CID  85606166.
  8. ^ Chen JY, Oliveri P, Li CW y col. (Abril de 2000). "Diversidad animal precámbrica: supuestos embriones fosfatizados de la Formación Doushantuo de China" (PDF) . Proc. Nacional. Acad. Ciencia. EE.UU . 97 (9): 4457–62. doi : 10.1073/pnas.97.9.4457 . PMC 18256 . PMID  10781044. 
  9. ^ Donoghue PC, Bengtson S, Dong XP y col. (Agosto de 2006). "Microscopía tomográfica de rayos X sincrotrón de embriones fósiles". Naturaleza . 442 (7103): 680–3. Código Bib :2006Natur.442..680D. doi : 10.1038/naturaleza04890. PMID  16900198. S2CID  4411929.
  10. ^ Aplicación de la tomografía computarizada de rayos X a microfósiles fosfatados.

enlaces externos