Schotse fossielenhotspot geeft nieuwe geheimen prijs over vroege levensvormen

Splinternieuwe scantechnologie dringt dieper door in wereldberoemde fossiele resten en geeft ons een kijkje in de wereld van de microben, zoals die meer dan 400 miljoen jaar geleden bestonden.

De moleculaire voetafdruk van bacteriën, schimmels en andere mysterieuze wezens lag nog nooit zo duidelijk onder het vergrootglas. En niet voor niets: die kan ons meer duidelijk maken over het ontstaan, de evolutie en wisselwerking van het vroege leven op onze planeet. Een team van de Schotse University of Edinburgh is erg enthousiast over hun nieuwe FTIR-spectroscopie, een techniek waarbij infraroodlicht gebruikt wordt om diep door te dringen in fossiele resten zonder ze aan te tasten. Daarbij kunnen veel meer en nauwkeurigere data worden verzameld en geanalyseerd dan ooit tevoren.

Mysterieuze microbische resten
De wetenschappers richtten hun scanners op circa 400 miljoen jaar oude fossielen uit de Rhynie Chert, een hoornsteenlaag in het Schotse Aberdeenshire die aan de oppervlakte ligt en geformeerd is in het Vroeg-Devoon. In deze periode waren er nog geen bomen op aarde en het dierlijke leven stond nog in de kinderschoenen. De Rhynie Chert is een belangrijke vindplaats van fossielen van vooral landplanten. De fossielen hebben ons veel geleerd over de vroege evolutie van planten, maar als we verder inzoomen op de fossielrijke stenen dan blijken ze ook bol te staan van mysterieuze resten van microben.

Het team vergelijkt de bijzondere fossielenhotspot met de Steen van Rosetta, die egyptologen heeft geholpen om het hiërogliefenschrift te ontcijferen. Op eenzelfde manier hopen zij de identiteit en het evolutieproces van oude levensvormen te achterhalen door de chemische codes in de Schotse fossielen te analyseren. Ze laten hun nieuwste diepscanmethodes los op fossiele monsters uit onder meer de collectie van het Nationale Museum van Schotland en de Universiteit van Oxford. De FTIR-data worden vervolgens gevoerd aan een machinelearning-programma, wat uiteindelijk nieuwe inzichten oplevert.

Nematofyten
Het was uit eerdere analyses al bekend welke organismes er allemaal schuilgingen in de fossielen. Met deze informatie lukte het om de moleculaire voetafdruk van de schimmels, bacteriën en andere levensvormen te identificeren en ze zo beter uit elkaar te houden. Het team gebruikte deze patronen vervolgens om de meer mysterieuze leden van het Rhynie-ecosysteem, waaronder een buisvormig wezen dat ‘nematofyt’ genoemd wordt, verder te onderzoeken. Nematofyten zijn heel aparte organismen, die we terugvinden in fossielen van ongeveer 430 tot 380 miljoen jaar oud. Het is onduidelijk waar ze staan op de evolutionaire ladder. Ze lijken op algen maar hebben ook schimmelige eigenschappen. Uit de nieuwe studie blijkt dat ze waarschijnlijk niet behoren tot de korstmossen of schimmels, maar een eigen plek verdienen.

“We laten zien hoe een snelle, non-invasieve scanmethode het verschil kan aantonen tussen de in fossielen aanwezige levensvormen. Deze manier van onderzoek heeft veel potentie en geeft ons een geweldige nieuwe kijk op de diversiteit van het vroege leven op Aarde”, zegt onderzoeker Sean McMahon van de University of Edinburgh. In de studie staat beschreven hoe het team de verschillende organismen kon classificeren door de data te verwerken met een machinelearning-algoritme. Op dezelfde manier kunnen datasets van andere fossielen binnenin stenen worden geanalyseerd.

Natuurkunde, scheikunde en paleontologie slaan handen ineen
“De studie laat zien hoe belangrijk het is om de paleontologie, natuurkunde en scheikunde te combineren. Zo krijgen we nieuwe inzichten in hoe het leven op Aarde in elkaar stak honderden miljoenen jaren geleden”, legt onderzoeker Corentin Loron uit. De wetenschap heeft wederom een nieuwe manier gevonden om dieper in de fossiele wereld te kunnen kijken dan ooit tevoren en nieuwe ontdekkingen te doen over lang vervlogen tijden, ook in kwalitatief minder fraaie fossiele resten.

Bronmateriaal

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd