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2022年4月21日，堪薩斯大學(xué)的研究人員在《通信地球與環(huán)境》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)新的研究，首次提出：在普羅旺斯地區(qū)艾克斯有哪些獨(dú)特的化學(xué)和地質(zhì)過程，能將漸新世時(shí)期的蜘蛛保存得如此精美？

"大多數(shù)生命不會(huì)成為化石，"主要作者艾莉森·奧爾科特說，他是堪薩斯大學(xué)地質(zhì)學(xué)副教授和本科研究中心主任。"要成為化石是很難的。生物必須在非常特殊的情況下死亡，而成為化石的最簡單的方法之一是擁有骨頭、角和牙齒等硬的部分。因此，我們對(duì)軟體生命和陸地生命的記錄，如蜘蛛，是不完整的--但我們有這些特殊的保存時(shí)期，當(dāng)時(shí)所有的環(huán)境提供了良好的環(huán)境。"

蜘蛛腹部化石的掃描電子圖像顯示了化石上的黑色聚合物和兩種微藻的存在：化石上的直線硅藻墊和周圍基質(zhì)中分散的中心硅藻。該圖像被硫（黃色）和硅（粉色）的化學(xué)圖所覆蓋，顯示出雖然微藻是硅質(zhì)的，但覆蓋化石的聚合物是富含硫的。

奧爾科特和她的合作者馬修-唐恩當(dāng)時(shí)是地質(zhì)系的博士生，現(xiàn)在是堪薩斯大學(xué)本科生研究中心的助理主任和榮譽(yù)教授保羅-塞爾登，以及密蘇里大學(xué)的詹姆斯-希夫鮑爾，試圖發(fā)現(xiàn)普羅旺斯地區(qū)艾克斯為蜘蛛化石的保存提供途徑的確切過程。

奧爾科特說："馬特正致力于描述這些化石，我們決定--或多或少是一時(shí)興起--把它們放在熒光顯微鏡下，看看會(huì)發(fā)生什么。令我們驚訝的是，它們會(huì)發(fā)光，因此我們對(duì)這些化石的化學(xué)成分是什么使它們發(fā)光非常感興趣。如果你只看巖石上的化石，它們與巖石本身幾乎沒有區(qū)別，但它們?cè)跓晒忡R下卻發(fā)出不同的顏色。于是，我們開始探索化學(xué)成分，發(fā)現(xiàn)化石本身含有一種由碳和硫組成的黑色聚合物，在顯微鏡下，看起來就像你在路上看到的焦油。我們還注意到，在化石周圍有成千上萬的微藻，并覆蓋在化石本身上。"

來自普羅旺斯地區(qū)艾克斯地層的蜘蛛化石，白色方框內(nèi)顯示了掃描電子顯微鏡圖像的位置，以及左上方看到的硫（黃色）和硅（粉紅色）的化學(xué)圖。這些共同揭示了化石上富含黑色硫磺的聚合物，以及兩種硅質(zhì)微藻的存在：化石上有一席筆直的硅藻，周圍的基質(zhì)中則有分散的中心硅藻。

奧爾科特和她的同事假設(shè)，這些被稱為硅藻的微藻所產(chǎn)生的胞外物質(zhì)會(huì)保護(hù)蜘蛛本體不受氧氣的影響，并促進(jìn)蜘蛛的硫化，這種化學(xué)變化可以解釋在隨后的數(shù)百萬年里化石被保存為碳質(zhì)薄膜。

"這些微藻制造了粘稠的膠狀物--這就是它們粘在一起的方式，"研究人員說。"我假設(shè)這些微藻的化學(xué)成分，以及它們所擠出的東西，實(shí)際上使這種化學(xué)反應(yīng)有可能保存蜘蛛。基本上，微藻的化學(xué)成分和蜘蛛的化學(xué)成分共同作用，使這種獨(dú)特的留存事件發(fā)生。"

事實(shí)上，這種硫化現(xiàn)象與一種用于保存橡膠的常見工業(yè)處理方法相同。

"硫化是一個(gè)自然發(fā)生的過程--我們自己在一個(gè)眾所周知的過程中做它來固化橡膠，"Olcott說。"硫化將碳與硫交聯(lián)并穩(wěn)定碳，這就是為什么我們對(duì)橡膠做硫化處理以使其壽命更長。我認(rèn)為這里發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是蜘蛛外骨骼是甲殼素，它是由碳單位相互靠近的長聚合物組成的，它是一個(gè)完美的環(huán)境，讓硫橋進(jìn)入并真正穩(wěn)定這些事物。"硅藻土墊的存在有可能作為一種指南，在未來找到更多保存完好的化石礦床。

她說："研究的下一步是將這些技術(shù)擴(kuò)展到其他礦床，看看保存是否與硅藻墊有關(guān)。在新生代世界上所有其他特殊的化石保存地點(diǎn)中，大約有80%的化石是與這些微藻有關(guān)的。因此，我們想知道這是否解釋了我們?cè)谶@個(gè)時(shí)代的大多數(shù)這些化石地點(diǎn)--基本上是從恐龍滅絕后不久到現(xiàn)在。這種機(jī)制可能負(fù)責(zé)給我們提供信息，以探索昆蟲和其他陸生生物在恐龍之后的進(jìn)化，并了解氣候變化，因?yàn)橛幸粋€(gè)快速氣候變化的時(shí)期，這些陸生生物幫助我們了解上次氣候開始轉(zhuǎn)變時(shí)生命發(fā)生了什么。"

奧爾科特和她的同事是第一個(gè)在普羅旺斯地區(qū)艾克斯解析保存化學(xué)的研究人員，她將這一事實(shí)部分歸結(jié)為在COVID-19限制期間開展科學(xué)的挑戰(zhàn)。

她說："老實(shí)說，我認(rèn)為這項(xiàng)研究在一定程度上是大流行病科學(xué)的結(jié)果。"這些圖像的第一批出現(xiàn)在2020年5月。我的實(shí)驗(yàn)室仍然關(guān)閉而一直在家里帶孩子--因此我不得不改變我做科學(xué)的方式。我花了很多時(shí)間在這些圖像和這些化學(xué)地圖上，并真正以一種方式探索它們，如果所有的實(shí)驗(yàn)室都開放，我們可以進(jìn)去做更多的常規(guī)工作，這些研究結(jié)果可能就不會(huì)出現(xiàn)。"

關(guān)鍵詞：奧爾科特化學(xué)成分普羅旺斯地區(qū)艾克斯