أكسدة ميكروبية وتدعيم كربوني أدت إلى حفظ ثلاثي الأبعاد لعظام الإكتيوسور

مخلوقات بحرية قديمة محفوظة ثلاثية الأبعاد

تشمل بعض أروع الأحفوريات البحرية على الأرض صخرًا طينيًا جوراسيًا قاتمًا في جنوب غرب ألمانيا يعرف بصخر بوزيدونيا. من بين هذه الأحفوريات زواحف انسيابية تشبه الدلافين تسمى الإكتيوسورات، وغالبًا ما تُحفظ هياكلها العظمية بأبعاد ثلاثية رائعة بدلاً من أن تُسحق وتصبح مسطحة. يطرح هذا الدراسة سؤالًا بسيطًا لكن مثيرًا: ما العمليات الكيميائية والميكروبية الخفية التي سمحت لحفريّة إكتيوسور واحد أن تُحفظ بكمال داخل كتلة حجرية بيضاوية الشكل من الحجر الجيري؟

بحر هادئ وسام

قبل نحو 183 مليون سنة، كانت المنطقة التي تشكل الآن جنوب غرب ألمانيا تحت بحر ضحل. كانت المياه القاعية فقيرة بالأكسجين وغنية بغاز كبريتيد الهيدروجين، ما خلق بيئة سامة لا تستطيع معظم الحيوانات الكبيرة قاع البحر البقاء فيها. ترسبت الطين الدقيق والعوالق الميتة ببطء، مكونة قاعًا أسود غنيًا بالمادة العضوية. مات الإكتيوسور في هذه الدراسة وغاص في هذا الطين الطري والمنتن. افترضت أعمال سابقة أن بساطة نقص الأكسجين كانت كافية لشرح حفظه الاستثنائي. تُظهر الأبحاث الجديدة أن القصة أعقد: كانت هناك بؤر كيميائية دقيقة حول الجثة وداخلها لعبت دورًا مساويًا في الأهمية.

حفريّة في ثلاثة عوالم كيميائية

فحص الباحثون مقطعًا عرضيًا عبر عقدة كربونية واحدة—كتلة بيضاوية من الحجر الجيري—تحتوي على جزء من عمود فقري وأضلاع إكتيوسور. من خلال الجمع بين مسح مقطعي بالأشعة السينية المقطعية (CT)، وشرائح رقيقة، وقياسات مفصّلة لنظائر الكربون والأكسجين والنيتروجين والكبريت، حدّدوا ثلاثة «عوالم كيميائية» مميزة في بضعة سنتيمترات فقط: الصخر الطيني الأسود المحيط، وحجر جير العقدة نفسه، وعظام الحفرية. يسجل الصخر الطيني قاع بحر راكد غني بالكبريتيد حيث استخدمت البكتيريا الكبريتات من ماء البحر لتفكيك المادة العضوية. أنتج هذا النشاط بيكربونات تحجرت لاحقًا إلى حجر جيري، مما ساعد العقدة على النمو حول الجثة وعزلها عن السحق والتحلل لاحقًا.

عمل ميكروبي داخل العظام

داخل الأضلاع والفقرات تبدو الصورة مختلفة جدًا. كانت العظام تحتوي في السابق نقيًا دهنيًا وأنسجة طرية أصبحت طعامًا للميكروبات. أثناء تفكك هذه الأنسجة أُطلقت أحماض ومنتجات تدهور أخرى غيّرت الكيمياء موضعيًا. وجد الفريق أن جزءًا كبيرًا من الكولاجين العظمي الأصلي تحوّل إلى معدن فوسفاتي، مما يشير إلى أن دفعات وجيزة من الحموضة ساعدت في استبدال الأنسجة الطرية بمادة أكثر دواما. وفي الوقت نفسه، امتلأت تجاويف دقيقة داخل العظام بمعدنين رئيسيين: الكالسيت (شكل من كربونات الكالسيوم) والبارايت (كبريتات الباريوم). يشير نمط نظائر الكبريت والحدود الضيقة لوجود البارايت داخل العظام فقط إلى وجود بكتيريا متخصصة كانت، حتى بدون أكسجين، قادرة على أكسدة الكبريتيد إلى كبريتات داخل هذه الفراغات الميكروسكوبية ذاتها.

مصانع كيميائية مصغرة في زاحف ميت

تقترح الدراسة تسلسلًا خطوة بخطوة. أولًا، استقرت الجثة في الطين الكبريتيدي ودفنت دفنًا سطحيًا. بعد ذلك، استهلكت موجات من النشاط الميكروبي داخل الجسد والعظام الأنسجة الطرية، مما جعل مياه المسام أكثر حمضية لفترات وجيزة وشجع تكوّن المعادن الفوسفاتية على ألياف الكولاجين. حوّلت بكتيريا معينة تعيش في العظام وحولها الكبريتيد إلى كبريتات، بينما ركزت أيضًا الباريوم فنمّت بلورات البارايت داخل مساحات النقي. أخيرًا، ومع استمرار الدفن، أنتجت بكتيريا أخرى في الطين المحيط بيكربونات من تحلل المادة العضوية. تفاعلت هذه البيكربونات مع الكالسيوم المذاب لتنمو بسرعة قشرة حجر جيري—العقدة—حول الهيكل العظمي. قسّيت هذه القشرة الرواسب، وحمت العظام من الانضغاط، وحبست البنية المملوءة بالبارايت والمثبتة بالفوسفات.

لماذا يهم هذا لثروات الأحفوريات

إلى القارئ غير المتخصص، الرسالة الأساسية هي أن الأحفوريات الاستثنائية لا تُحفظ ببساطة لأنها ترقد في طين فقير بالأكسجين. في هذا الإكتيوسور، حوّلت مجتمعات ميكروبية دقيقة تجاويف العظام إلى مصانع كيميائية مصغرة أعادت تشكيل المعادن وقيدت الهيكل العظمي في مكانه. ثم عملت عقدة الحجر الجيري المحيطة، المدفوعة أيضًا بالنشاط الميكروبي، كغلاف واقٍ. معًا سمحت هذه العمليات لبقايا زاحف بحري جوراسي أن تصمد أمام سحق ملايين السنين، مانحة العلماء اليوم نافذة ثلاثية الأبعاد على محيطات الماضي والمساعدين الميكروسكوبيين الذين يحرسون أسرارها.

الاستشهاد: Jian, A.J.Y., Schwark, L., Poropat, S.F. et al. Microbial oxidation and carbonate cementation led to three-dimensional preservation of ichthyosaur bones. Commun Earth Environ 7, 268 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03366-6

الكلمات المفتاحية: أحفوريات الإكتيوسور, تحجّر ميكروبي, عقد كربونية, قاع بحر فاقد للأكسجين, صخر بوزيدونيا الجوراسي