Fossielen die hele organismen behouden (inclusief zowel harde als zachte lichaamsdelen) zijn van cruciaal belang voor ons begrip van evolutie en het oude leven op aarde. Echter, deze uitzonderlijke afzettingen zijn uiterst zeldzaam. Het fossielenbestand is sterk gericht op het behoud van hardere delen van organismen, zoals schelpen, tanden en botten, als zachte delen zoals inwendige organen, ogen, of zelfs volledig zachte organismen, zoals wormen, hebben de neiging om te vergaan voordat ze kunnen worden gefossiliseerd. Er is weinig bekend over de omgevingscondities die dit proces snel genoeg stoppen om het organisme te laten verstarren.

Nieuw onderzoek van de universiteit van Oxford suggereert dat de mineralogie van de omringende aarde de sleutel is tot het behoud van zachte delen van organismen, en het vinden van meer uitzonderlijke fossielen. Gedeeltelijk gefinancierd door NASA, het werk zou de Mars Rover Curiosity mogelijk kunnen ondersteunen bij zijn steekproefanalyse, en het zoeken naar sporen van leven op andere planeten versnellen.

Misschien wel de meest iconische van alle uitzonderlijke fossiele afzettingen is de Burgess Shale van Canada, gepopulariseerd door Stephen J. Gould's Wonderful Life. Daterend van ongeveer 500 miljoen jaar geleden, de afzetting bewaart uitzonderlijke fossielen van de Cambrische explosie, een gebeurtenis die de snelle diversificatie van het vroege dierenleven van eenvoudiger eencellige voorouders zag. Burgess Shale-type fossiele locaties zijn nu over de hele wereld bekend en zonder hen zou ongeveer 80% van de Cambrische organismen (die geen hard skelet of schaal hebben) onbekend zijn, ons beeld van de vroege evolutie van dieren vervormt.

Gepubliceerd in Geologie , de studie, uitgevoerd door onderzoekers van de afdeling Aardwetenschappen van Oxford, Yale universiteit, en het Pomona-college, bouwt voort op hun eerdere onderzoek waaruit bleek dat bepaalde kleimineralen giftig zijn voor bacteriën die zeedieren aantasten. Deze keer, het team ging op zoek naar geologisch bewijs dat rotsen die zijn samengesteld uit dezelfde kleimineralen de gastheren zijn van fossielen van het Burgess Shale-type.

Het team onderzocht meer dan 200 Cambrische gesteentemonsters met behulp van poederröntgendiffractie-analyse om hun mineralogische samenstelling te bepalen. het vergelijken van rotsen met Burgess Shale-type fossielen met die met alleen gefossiliseerde schelpen en botten. Nicolaas Tosca, Universitair hoofddocent sedimentaire geologie in Oxford, zei:'Het aantal monsters dat nodig is voor dit onderzoek is mogelijk gemaakt omdat de diffractometer in Oxford 250 keer sneller mineralogische gegevens verzamelt dan een conventioneel instrument.'

De bevindingen laten zien dat fossielen van zacht weefsel over het algemeen worden gevonden in gesteenten die rijk zijn aan het mineraal berthierine, een van de belangrijkste kleimineralen die door de vorige studie werden geïdentificeerd als giftig voor rottende bacteriën. Ross Anderson, hoofdauteur en fellow bij All Souls College, Oxford, legt uit:'Berthierine is een interessant mineraal omdat het zich vormt in tropische omgevingen wanneer de sedimenten verhoogde ijzerconcentraties bevatten. Dit betekent dat fossielen van het Burgess Shale-type waarschijnlijk beperkt zijn tot rotsen die werden gevormd op tropische breedtegraden en die afkomstig zijn van locaties of tijdsperioden met verbeterd ijzer. Deze observatie is opwindend omdat het betekent dat we voor het eerst de geografische en temporele verspreiding van deze iconische fossielen nauwkeuriger kunnen interpreteren, cruciaal als we hun biologie en ecologie willen begrijpen.'

De studie biedt een mineralogische signatuur die kan worden gebruikt om de meer ongrijpbare sites te vinden die de thuisbasis zijn van deze buitengewone fossielen. 'De mineralogische associaties die we hebben geïdentificeerd, betekenen dat we voor een bepaald Cambrium sedimentair moddergesteente met een nauwkeurigheid van ongeveer 80% kunnen voorspellen of het waarschijnlijk fossielen van het Burgess Shale-type bevat, ', legt Anderson uit.

Van de bredere toepassingen van het project, mogelijk ondersteunen van de zoektocht naar leven buiten onze eigen planeet, Anderson voegt eraan toe:'Voor de overgrote meerderheid van de geschiedenis van de aarde, het leven heeft geen harde schelpen of skeletten gehad. Dit betekent dat als we fossiel bewijs van leven op andere planeten zoals Mars willen zoeken, de kans is groot dat we waarschijnlijk fossielen moeten vinden van volledig zachte organismen, en Burgess Shale-type fossilisatie biedt een manier. NASA's Curiosity-rover heeft de mogelijkheid om mineralogie vast te leggen op het oppervlak van Mars, dus het zou mogelijk kunnen zoeken naar de soorten gesteenten die het meest bevorderlijk zijn voor het behoud van deze fossielen.'

Om hun begrip van het uitzonderlijke behoud van zachte organismen te vergroten, het team duikt momenteel verder terug in de geschiedenis van de aarde, om het behoud van microben te onderzoeken voordat macroscopische organismen met skeletten of schelpen evolueerden.