富氧微环境中鱼类皮肤软组织的磷酸盐化保存机制及其对古生物演化的启示

来自美国的研究团队对Fossil Basin Lagerst?tte的化石鱼Diplomystus dentatus开展有机组织保存机制研究，发现其皮肤组织在富氧微环境中通过磷酸盐化作用(fluorapatite)异常保存。该研究揭示了氧化微环境驱动硫化氧化细菌活动及磷酸盐矿化过程(δ15N指标)，挑战了传统厌氧保存范式，为古生物软组织保存机制提供新视角。

　　

研究团队在Fossil Basin Lagerst?tte（美国）的化石鱼Diplomystus dentatus中发现了通过磷酸盐化作用(phosphate permineralisation)完整保存的皮肤软组织。值得注意的是，仅有带鳞片的皮肤保持了组织完整性，这些有机材料与周围基质中不存在的氟磷灰石(fluorapatite)密切共生。地球化学分析显示皮肤比脊椎骨和骨骼具有更高的氧化态，这可能是富含脂肪酸的真皮层早期降解所致。氧化还原敏感生物标志物和同位素数据(δ¹⁵N)表明皮肤区域相较于骨骼和眼睛处于较弱还原环境，但比周围沉积物更具氧化性。这种局部富氧环境促进了硫化氧化细菌的活动，仅在皮肤区域发现的矿物硫酸盐（重晶石，barite）为此提供了证据。皮肤组织的磷酸盐化过程可能由真皮分解和H⁺释放驱动，该过程降低了碱度，使得磷酸盐矿化优先于碳酸盐系统发生。