CC BY
36
МИНЕРАЛЬНАЯ БИ0М0РФ03А 00 ФРАГМЕНТУ КОНЕЧНОСТИ ПЛЕЗИОЗАВРА
Изучение следов жизнедеятельности организмов и останков позволяет устанавливать условия среды их жизнеообитания, процессы минерализации, а также состав замещающих минералов и диагенетические изменения в седиментогенезе. С целью изучения особенностей фоссилизации для высокоорганизованных фаун (аммонитов [1], моллюсков, тетрапод и
К. г.-м. н. В. И. Каткова
katkova@geo.komisc.ru
др.) были исследованы структура и состав костного биоапатита во фрагменте скелета плезиозавра*.
В качестве объекта исследований использован костный остаток плезиозавра из среднеюрских (нижнекелло-вейских) отложений, найденный на р. Оке (п. г. т. Елатьма, Рязанская обл., РФ), представляющий собой фрагмент передней конечности (рис. 1).
Фазовый химический состав ( %) апатита костной ткани
К. г.-м. н. С. В. Лыюров
LSV@geo.komisc.ru
При визуальном осмотре было выявлено, что упорядоченно расположенные поры и реликты волокон кожного покрова придают внешней поверхности кости выраженную шероховатость. На поперечном срезе костного фрагмента пирит ф ормиру-ет массивную структуру оваловидной формы с линейным размером, равным 3 см.
Костный апатит, хорошо сохранившийся по периферийной части фрагмента, имеет губчатое строение (рис. 2). Подобная структура харак-
Рис. 1. Общий вид фрагмента конечности
Рис. 2. Пористая структура губчатого вещества кости
^Плезиозавры (Plesiosauria) — отряд ископаемых пресмыкающихся. Жили в триасе — мелу. Расцвет пришелся на юру — ранний мел. Плезиозавры были прекрасно приспособлены к жизни в водоемах, хотя им приходилось выныривать на поверхность, чтобы вдохнуть воздуха. Имели четыре конечности, преобразованные в ласты и бочкообразное тело. У одних были длинные шеи и маленькие головы, у других — короткие шеи и огромные головы. Обитали в соло-новодных водоемах — морях и океанах. Останки обнаружены на всех континентах, в том числе и в Антарктиде.
Выделяют два подотряда плезиозавров — длинношеих плезиозавроидов (включая семейство цимолиазавров) и короткошеих плиозавроидов.
Самые крупные плезиозавры — плиозавроиды родов кронозавр (Kronosauius) из верхнего мела Австралии и лиоплевродон (Liopleurodon) из верхней юры Европы, России и Южной Америки. И тот и другой могли достигать 15 м в длину. В фильме ВВС «Walking With Dinosaurs» показан гигантский 25метровый лиоплевродон. Но эти цифры далеки от истины. Останки, якобы пре-надлежавшие гигантскому лиоплевродону из Англии, на самом деле принадлежали гигантскому динозавру. Но в 2005 году в Мексике были обнаружены останки гигантского плиозавра, длина которого, судя по расчетам, достигала 20 м. Но эти цифры гипотетические.
Плезиозавры в основном питались моллюсками и рыбой. Крупные виды питались другими морскими рептилиями и летающими ящерами. Один из обнаруженных палеонтологами плезиозавров сохранил в области желудка остатки своей последней трапезы — труп летающего ящера, кости рыбы и раковину аммонита.
Лит.: Основы палеонтологии. Земноводные, пресмыкающиеся и птицы. М., 1964.
терна для костной ткани современных млекопитающих. В одной из пор губчатого вещества обнаружены апатитсодержащие волокна сложного сплетения. Под поляризационным микроскопом хорошо видна сохранность волокнистоспутанного строения органической составляющей незамещенного апатита. Однако на пири-тизированном участке апатит представлен в виде массивной (однородной) структуры без видимых костных перекладин (рис. 3). Считаем, что его можно рассматривать как вторичный минерал, сформированный на стадии диагенеза. Кроме новообразованного апатита в порах между трабекулами идентифицированы пластинчатые кристаллы бру-шита ромбической формы. Их присутствие было подтверждено также данными порошковой дифрактомет-рии.
Структурными методами (рентгеновская дифрактометрия, ИК-спектроскопия) установлено, что костный апатит, незначительно подвергнувшийся замещению пиритом, состоит из хорошо окристаллизо-ванного карбонатсодержащего апатита В-типа с параметрами элементарной ячейки: а = 9.40±0.04 и с = 6.87±0.04 Е. Содержание СО2 составляет 2.80 %.
Проведенный анализ изотопного состава углерода и кислорода одной пробы карбонатапатита на масспект-рометре (Delta V Advantage) показал значение 813С, равное — 11.5%о (относительно RDB) и величину 818 О — +21.6 % SMOW.
В результате проведения микроскопических исследований было установлено, что пирит формирует массивы, замещая мягкие ткани в каналах, одновременно сохраняя контуры костной ткани (рис. 3). Наиболее часто данный минерал на РЭМ-изобра-жениях представлен в виде фрамбоидов округлой формы — «колоний» диаметром от 10 до 100 мкм. В каждой из них визуализируются кристал-
лы размером 0.5 мкм или чаще 1 мкм. Как правило, для кристаллов каждого фрамбоида характерна отсортиро-ванность. Встречаются октаэдры, окруженные гелеподобной пленкой, похожие на «кокон», из которых выклиниваются вершины кристаллов. Интересно отметить, что гелеподобным веществом могут быть окружены и сами фрамбоиды, сформированные как в массиве пирита, так и в массивной структуре апатита. В составе оболочки микрозондовым методом зафиксированы примеси соединений А1, Бь В некоторых случаях среди россыпей кристаллов выделяются оваловидные формы, которые, на наш взгляд, являются пиритизированными реликтами бактерий, а также фрамбоиды более поздней генерации.
На РЭМ-изображениях аншли-фа, изготовленного из данного образца и его скола было обнаружено
множество одиночных кристаллов пирита октаэдрической формы, рассыпанных по поверхности костного апатита или в его каналах. Отдельные кристаллы имеют штриховку на гранях. Кроме того, выявлены редкие индивиды пирита кубического габитуса (рис. 4). Интересно отметить, что в некоторых случаях пирит на микроснимках представляет собой гомогенную массу пиритизирован-ного бактериального мата (рис. 5). Кроме того, среди россыпей пирита выделяются разные морфотипы образований гипса.
Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено многообразие структурных форм выделений пирита (зерна различного габитуса, фрамбоиды, россыпи, пиритизированный мат) и апатита (губчатое вещество кости, массивная структура, волокна) в составе костного остатка плезиозавра.
На основании изучения структурных особенностей образований
пирита можно говорить о существовании бислойной биогенной оболочки, обеспечивающей зарождение, рост кристаллов и дальнейшее сохранение фрамбоида. Исследованные формы выделения пирита указывают на роль микробиологических процессов при фоссилизации костного остатка, хотя не исключаются химические варианты его переотложения на стадиях диагенеза.
Исследования проводились при поддержке гранта по программе Президиума фундаментальных исследований РАН № 21.
Литература
1. Каткова В. И., Лыюров С. В., Филиппов В. Н. Состав и структура ископаемых аммонитов (Саёосега8 еМшае) // Вестник ИГ. 2008. №10. С. 6-8.
’ щ
f •. ■>> щ ft і* ' ' 4
* • 1 ft1
/ * • / :: . [() мкм
л ■ 4 ИМІ “
Рис. 4. Кристалл кубического габитуса и апатитсодержащие волокна
Рис. 5. Фрамбоид округлой формы
