Перо грифа возрастом 30 тысяч лет: новый тип окаменелости

Удивительная находка перьев ископаемого грифа из центральной Италии показала, что вулканические отложения могут сохранять тонкие тканевые структуры в беспрецедентных деталях, предлагая новое понимание процесса окаменения.

В 1889 году у подножия горы Тусколо (Tuscolo), в 25 километрах к юго-востоку от Рима, работники фермы обнаружили нечто необычное. Копая землю под новый виноградник, они наткнулись на слой горной породы со странной пустотой. В ней находился скелет крупной птицы, включая явные отпечатки её оперения на окружающих камнях.

Странная находка заставила землевладельца обратиться к известному итальянскому геологу Ромоло Мели. Однако к моменту прибытия Мели на место работники уже отправили большинство ископаемых блоков в мусорную кучу, а многие были разбиты.

После спасения большей части камней Мели идентифицировал образец как окаменевшую птицу рода грифов, падальщика – белоголового сипа. Он также отметил, что сохранность оперения была необычной, учитывая, что горная порода была вулканической.

В том же году Мели опубликовал отчёт об этой находке, но затем ископаемый белоголовый сип был благополучно забыт, а большинство образцов горных пород были утеряны. Сегодня остались лишь блоки, содержащие оперение одного крыла и отпечатки головы и шеи птицы.

Несколько лет назад прогресс в аналитических подходах к изучению окаменелостей заставил исследователей проявить повышенный интерес к этому образцу, который, вероятно, датируется периодом около 30 тысяч лет назад. В 2014 году учёный в области палеонтологии Давид Юрино возглавил новое исследование с использованием компьютерной томографии (КТ) отпечатка головы и шеи.

Это позволило выявить трёхмерные детали век, языка и текстуры кожи и шеи птицы. Такая прекрасная сохранность биологических особенностей превосходит даже ту, что была у жертв Помпеи.

В новом исследовании группа учёных из Университетского колледжа Корка под руководством профессора Марии Макнамара проанализировали перья, и стало ясно, по их словам «что перед нами нечто необычное». Благодаря предварительному микроскопическому анализу удалось обнаружить, что перья оранжевого цвета, контрастирующего с породой, из которой они сделаны, сохранились в трёх измерениях.

Трёхмерные ископаемые перья чаще всего встречаются в янтаре, тогда как перья в горных породах обычно представляют собой двухмерные тонкие слои органического вещества тёмного цвета. 

Тем не менее оставались важные вопросы о том, как перья сохранились в вулканических отложениях, поэтому учёные провели дополнительные исследования.

Более детальный микроскопический анализ показал, что трёхмерная сохранность распространяется и на тонкие ответвления перьев. Исследователи даже смогли разглядеть структуры перьев шириной менее одного микрона (0,001 мм), в частности крошечные клеточные органеллы (части клетки), называемые меланосомами, пигменты которых определяют окраску перьев.

Ещё более странным оказался тот факт, что ископаемое перо было запечатлено в минерале, называемом цеолитом.

Эти минералы не ассоциируются ни с какими другими ископаемыми тканями, открывая способ окаменения, который никогда не был зарегистрирован ранее. Это стало возможным благодаря тому, что цеолит образуется при растворении вулканического пепла и стекла.

Уровень детализации тканей окаменелости, а также химический состав перьев указывают на некоторые важные различия между пирокластическими потоками, которые замуровали белоголового сипа, и потоками, похоронившими Помпеи.

Древние жители Помпеи были заживо погребены горячими быстро движущимися турбулентными потоками газа и пепла, известными как пирокластические потоки, при температуре более 500 градусов по Цельсию. При таких температурах их мягкие ткани испарялись, оставляя лишь скелеты и древесный уголь.

С другой стороны, остаётся неизвестным то, как именно умер белоголовый сип. Возможно, он задохнулся под воздействием токсичных облаков вулканического газа, а возможно, он был убит непосредственно пирокластическим потоком. Известно лишь, что поток был относительно холодным, поскольку был разбавлен водой или находился далеко от вулканического источника.

Процессы, в результате которых вулканические отложения затвердели в камень и образовали цеолит, происходили относительно быстро (в течение нескольких дней), что может объяснить, почему такие тонкие структуры, как перья, хорошо сохраняются в трёх измерениях.

Это открывает возможность того, что многие другие вулканические породы с высоким содержанием пепла могут содержать замечательные окаменелости, а значит, являются новыми интересными объектами для палеонтологических исследований.

Открытие может пролить свет на эволюцию птиц и их далеких предков, раскрывая новые грани их адаптации. Перья – удивительные структуры, служащие не только для полета, но и для терморегуляции, маскировки и коммуникации. Их микроскопическое строение, включая расположение пигментных структур, может стать ключом к разгадке древних механизмов выживания и эволюционных переходов.