Tại sao hóa thạch lại có nhiều màu sắc khác nhau?
Xương thường có màu trắng hoặc hơi vàng, nhưng các hóa thạch thì khác và có nhiều màu sắc khác nhau: một số hóa thạch có màu trắng xám, một số có màu ngả vàng hoặc thậm chí là đen, và một số có nhiều màu sắc.
Trước khi tìm hiểu vấn đề này, trước tiên chúng ta phải hiểu hóa thạch được hình thành như thế nào. H.ài c.ốt, dấu chân của động vật c.hết nhanh chóng bị trầm tích (như cát, tro núi lửa…) chôn vùi, các chất hữu cơ trong xác động vật bị p.hân h.ủy hoàn toàn, còn lại các xương, vỏ, răng… và các trầm tích xung quanh sau đó theo thời gian sẽ bị nén chặt thành đá, đồng thời các thành phần ban đầu được thay thế bằng khoáng chất, những di tích sinh học cổ xưa như vậy được gọi là hóa thạch.
Màu sắc của hóa thạch liên quan trực tiếp đến môi trường chôn cất, các nguyên nhân chính tạo ra các màu khác bao gồm sự phân tán khoáng chất, khoáng hóa và các yếu tố tạo màu khác.
Hóa thạch sọ tê giác môi lớn.
Nhiễm khoáng sản
Xương thường có màu trắng vì thành phần chính của xương là canxi cacbonat. Do thời gian hình thành hóa thạch xương động vật Kỷ Đệ tứ ngắn (2,58 triệu năm, so với lịch sử sự sống trên Trái Đất), nhiều xương chưa bị ảnh hưởng nhiều bởi môi trường chôn cất nên vẫn có màu trắng hoặc hơi vàng. Ví dụ, hóa thạch xương động vật có vú tại khu Jinniushan ở Dinh Khẩu, Liêu Ninh, Trung Quốc có niên đại từ 210.000 đến 300.000 năm t.uổi, vẫn có màu trắng.
Hóa thạch hộp sọ của loài tê giác môi lớn ở lưu vực Linxia, tỉnh Cam Túc, Trung Quốc có bề mặt màu trắng và chứa đầy khoáng chất đất sét bên trong. Nó sống vào cuối thế Miocen, cách đây 12 đến 5 triệu năm.
Vỏ, xương hoặc răng của một số sinh vật cổ đại được chôn dưới lòng đất, mangan hoặc oxit sắt bám vào bề mặt vỏ hoặc xuyên qua các khoảng trống giữa xương và răng, hiển thị các màu như vàng, nâu, nâu sẫm và đen.
Các vết đen có thể được nhìn thấy trên răng hóa thạch của linh cẩu khổng lồ, là kết quả của việc ô nhiễm oxit sắt và mangan.
Khoáng hóa/biến chất
Khoáng hóa hay biến chất là cơ chế chính hình thành hóa thạch động vật: dung dịch chứa khoáng chất xâm nhập vào các khoảng trống trong cơ thể sinh vật rồi khoáng hóa, làm cho các mô trở nên cứng hơn. Theo các khoáng chất khác nhau có trong nó, nó có thể được chia thành silic hóa, opal hóa, pyrit hóa, canxit…
Silic hóa
Gỗ hóa thạch tương đối phổ biến, là một loại hóa thạch được hình thành bằng cách thay thế mô ban đầu của thực vật bằng silic dioxide (SiO2), mặc dù cấu trúc và hình dạng ban đầu được bảo tồn nhưng bản chất bên trong của nó đã bị biến đổi hoàn toàn. Ở những nơi khác nhau có nhiều loại gỗ hóa đá khác nhau, thành phần chính của gỗ hóa đá ở Myanmar là opal (SiO2·nH2O), còn được gọi là “ngọc thụ”, là một loại đá trang trí phổ biến.
Video đang HOT
Gỗ hóa thạch có nhiều màu sắc khác nhau do sự có mặt của các nguyên tố khác, sắt có thể làm cho gỗ có màu đỏ, nâu, trắng sữa (opal), không màu (pha lê), xám khói, đen và các màu khác.
Gỗ hóa đá Myanmar sau khi đ.ánh bóng có màu trắng sữa, nâu và hung, nhìn giống cây nhưng thực chất là hóa thạch.
Hóa thạch gỗ.
Opal hóa
Opalization thực chất là một dạng silic hóa đặc biệt. Opal có thành phần hóa học là SiO2·nH2O. Opal là một loại đá quý không kết tinh, được hình thành từ silica dạng sền sệt hoặc lỏng, chảy vào các vết nứt và hang động trên Trái Đất, sau đó được lắng đọng và đông cứng lại thành đá quý.
Opal xuất hiện với nhiều màu sắc khác nhau, từ xanh lam đến xanh lục, vàng đến cam và đỏ, và sự thay đổi màu sắc của nó là do cấu trúc bên trong đặc biệt của nó.
Pyrit hóa
Chất lỏng chứa pyrit (FeS2) xâm nhập vào bên trong động vật, nước bay hơi và pyrit kết tinh, tạo thành hóa thạch sinh học bị pyrit hóa, chủ yếu bao gồm ammonite, belemnite, nhím biển, bọ ba thùy và các động vật biển khác. vấn đề môi trường.
Hóa thạch nhím biển bị pyrit hóa.
Canxit hóa
Vỏ và xương của nhiều loài động vật chứa một lượng lớn canxit (CaCO3), nhưng sự hình thành canxit không hoàn toàn giống với vỏ hoặc xương ban đầu. Dung dịch nước chứa ion canxi xâm nhập vào cơ thể động vật, nước bay hơi, để lại tinh thể canxit hoặc canxit tinh thể kín, tạo thành hóa thạch rất đẹp, một số giống như ngọc trắng.
Hóa thạch ammonit Madagascar được đặt tên như vậy vì các đường khâu phức tạp trên vỏ của chúng giống như hoa cúc, thường được cắt mở để lộ các tinh thể canxit tuyệt đẹp bên trong.
Hầu hết hóa thạch canxit đều có màu xám, trắng nhạt, xám nâu hoặc nâu do chúng được trộn lẫn với một ít đất sét hoặc các khoáng chất khác.
Canxit bọ ba thùy.
Ngoài sự xâm nhiễm và khoáng hóa khoáng sản nêu trên, còn có một số hóa thạch được tạo ra bởi chính thành phần của chúng. Ví dụ, ammonit đầy màu sắc của Canada.
Các loại ammonit đa dạng được phát hiện ở Canada ngày nay có niên đại từ 75 đến 70 triệu năm trước. Ở vùng biển nông gần Canada ngày nay có một ngọn núi lửa khổng lồ, nó thường phun trào do sự hình thành thường xuyên của dãy núi Rocky. Mỗi lần phun trào khiến hầu hết các loài động vật, trong đó có ammonite, nhanh chóng c.hết và bị chôn vùi dưới đáy biển. Tro núi lửa đã ngăn chặn sự tiếp xúc giữa tàn tích ammonit và nước biển, đồng thời sự chuyển động của vỏ Trái Đất đã đưa các nguyên tố sắt và magie phong phú vào tàn tích ammonit, theo thời gian, nó biến thành một con ốc hóa thạch đầy màu sắc độc đáo.
Hóa thạch ammonit.
Ánh kim tuyệt đẹp của ammonit đến từ các màu giao thoa được hình thành do sự phản chiếu ánh sáng bởi các lớp khoáng vật aragonit mỏng của nó. Lớp khoáng aragonit mỏng càng dày thì càng hình thành nhiều màu đỏ và xanh lục, ngược lại càng hình thành nhiều màu xanh lam và tím. Ngoài ra, sự thay đổi hàm lượng các thành phần khoáng chất khác (như pyrit,…) trong vỏ ammonit và sự tham gia của các nguyên tố vi lượng cũng sẽ ảnh hưởng đến sự thay đổi màu sắc của nó.
Phát hiện cơ chế hô hấp kỳ lạ của loài khủng long: Thở thông qua xương
Vì phổi thường không tồn tại qua quá trình hóa thạch, người ta có thể thắc mắc làm thế nào các nhà khoa học có thể xác định chắc chắn bất cứ điều gì về khả năng hô hấp của các loài đã tuyệt chủng.
Và câu trả lời nằm trong xương của của chúng.
Ở đâu đó trong quá khứ của Trái Đất, một số nhánh trên cây sự sống đã áp dụng một phương pháp đặc biệt giúp cho việc thở và hạ nhiệt hiệu quả hơn đáng kể so với cách cơ thể của động vật có vú như của chúng ta thực hiện.
Bề ngoài, sự phát triển này có vẻ không nhiều cho đến khi các nhà khoa học khám phá ra rằng nó có thể đã tồn tại ở một số loài khủng long lớn nhất mà hành tinh của chúng ta từng biết đến. Nó thành công đến mức được duy trì bởi 3 nhóm loài đã tuyệt chủng khác nhau và tiếp tục tồn tại cho đến ngày nay ở hậu duệ còn sống của loài khủng long.
Trong một bộ bài báo được xuất bản vào cuối năm 2022 và đầu năm 2023, các nhà cổ sinh vật học đã kiểm tra vi cấu trúc hóa thạch bên trong một số loài khủng long được biết đến sớm nhất để xác định xem các bộ phận ban đầu của hệ thống này đã phát triển như thế nào.
Nhiều xương được kiểm tra trong quá trình nghiên cứu nằm gần phổi
Ở các loài như chim, hệ thống đó chứa các khoang, còn được gọi là "túi khí", nằm trong xương khắp toàn bộ cơ thể. Không giống như quá trình thở của động vật có vú, nơi hít vào và thở ra là 2 quá trình riêng biệt, những xương này giúp cho phép thở một chiều: hít vào và thở ra cùng một lúc. Được gọi là khí nén của xương sau sọ, nó là một phần của một hệ thống cực kỳ hiệu quả giúp nhanh chóng đưa oxy vào m.áu và lấy nhiệt ra khỏi cơ thể.
Ngày nay, hệ thống túi khí đó chỉ được biết đến ở loài chim. Chim và cá sấu đều là những loài có nguồn gốc ban đầu từ thằn lằn, họ hàng còn sống của khủng long và thằn lằn bay không phải chim. Mặc dù cá sấu ngày nay có cơ chế thở một chiều qua phổi, nhưng khả năng xử lý không khí của chúng không kéo dài đến xương, bởi chúng không có bất kỳ khoang túi khí nào. Một bài báo được đăng tải trên PLOS One năm 2012 đã kiểm tra các hệ thống túi khí của các loài khủng long trong kỷ Trias và các tác giả đã xác định rằng "không có loài thằn lằn nào thuộc dòng cá sấu thể hiện bằng chứng rõ ràng về tính khí nén của bộ xương sau sọ".
Tito Aureliano, người không tham gia nghiên cứu nói trên, giải thích về kết luận của các tác giả: "Không có dấu hiệu giải phẫu nào của bất kỳ đặc điểm khí nén thực sự nào có liên quan đến túi khí trước sự tiến hóa của thằn lằn bay và khủng long saurischian".
Ông giải thích rằng, là động vật có vú, chúng ta có thể trở nên khó thở hoặc quá nóng do hoạt động thể chất cường độ cao hoặc nhiệt độ cao. Tuy nhiên, nếu có một hệ thống túi khí xâm lấn, chúng ta sẽ không gặp phải tình trạng đó.
Vậy những túi khí này phát triển từ khi nào? Chúng đã có mặt từ khoảng 145 đến 66 triệu năm trước trong các loài theropod kỷ Phấn trắng (khủng long hai chân là loài ăn thịt hoặc ăn cỏ), thằn lằn bay và sauropod (khủng long cổ dài khổng lồ).
Không phải tất cả động vật đều sử dụng kỹ thuật và cơ quan giống nhau để thở. Trong khi con người co giãn phổi để hô hấp, chim có các túi khí bên ngoài phổi để bơm oxy vào nên phổi của chúng không thực sự chuyển động. Trong một thời gian dài, các nhà cổ sinh vật học tin rằng tất cả các loài khủng long đều thở như chim, vì chúng có cấu tạo giải phẫu hô hấp giống nhau
Do đó, để tìm ra nguồn gốc của chúng, Aureliano, một nhà cổ sinh vật học tại Đại học Liên bang Brazil do Rio Grande do Norte, là tác giả chính của 3 bài báo gần đây đã tìm kiếm xa hơn về kỷ Trias (khoảng 252 đến 201 triệu năm trước).
Nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm câu trả lời dựa trên hai loại sauropodomorphs (sauropoda sơ khai trước khi chúng tiến hóa thành cổ dài và kích thước khổng lồ) có tên là Buriolestes và Pampadromaeus, và một loại khủng long ăn thịt có tên là Gnathovorax.
Dấu vết trên mô xương hóa thạch khớp với dấu vết được tìm thấy ở các loài chim còn sống ngày nay cho thấy sự hiện diện của sự thích nghi hô hấp này. Tuy nhiên không loài khủng long nào trong số những loài ban đầu có những dấu vết này, cho thấy rằng khí nén của bộ xương sau sọ vẫn chưa tiến hóa ở thời điểm đó. Điều này có nghĩa là nó không thể có mặt trong tổ tiên chung của khủng long.
Đồng tác giả Aline Ghilardi, một nhà cổ sinh vật học và trợ lý giáo sư có nhiệm kỳ, cũng tại Đại học Liên bang Brazil do Rio Grande do Norte, cho biết: "Vì những con khủng long đầu tiên không có cấu trúc khí nén xâm lấn, nên túi khí chắc chắn đã phải tiến hóa sau đó. Và nếu nó tiến hóa sau đó, thì về mặt logic, loài thằn lằn bay phải tiến hóa nó theo một cách song song".
Khủng long và họ hàng gần của chúng dường như đã tiến hóa xương với các khoang khí ít nhất 3 lần
Nói cách khác, những kết quả này cho thấy 3 dòng loài đã tuyệt chủng đã tiến hóa cùng một hệ thống hô hấp một cách độc lập. Hiện tượng này được gọi là tiến hóa hội tụ.
Nhưng các hóa thạch cũng gợi ý rằng sự phát triển của các túi khí đã bắt đầu vào thời điểm này. Aureliano giải thích rằng 2 con sauropodomorph và 1 con herrerasaurid mà họ nghiên cứu sống cách đây khoảng 233 triệu năm có sự xuất hiện của túi khí, nhưng loài khủng long pampadromaeus "được thu thập trong một nền đá cao hơn một chút" cũng xuất hiện những dấu vết này. Khoảng cách về thời gian này mặc dù tương đối nhỏ về mặt địa chất, nhưng đã tạo ra "một sự thay đổi lớn" trong bộ xương sauropodomorph. Pampadromaeus có một loại mô mới mà nhóm nghi ngờ có thể là một bước tiến tới sự tiến hóa của túi khí.
"Toàn bộ hệ thống mạch m.áu ở pampadromaeus đều khác", Aureliano nói. "Nó ít đậm đặc hơn và có các fractal bên trong - những khoang rất nhỏ để nhận m.áu và các mô mỡ". Ông nói thêm, điều này sẽ giúp "trong tương lai các túi khí xâm lấn sẽ được hình thành".
Ali Nabavizadeh là nhà cổ sinh vật học và trợ lý giáo sư lâm sàng về giải phẫu học tại Trường Thú y thuộc Đại học Pennsylvania, người không tham gia vào nghiên cứu này. Ông ủng hộ các kết luận được tìm thấy trong các bài báo này, bao gồm ý tưởng rằng hệ thống đã phát triển 3 lần riêng biệt. Tiến hóa hội tụ là "phổ biến ở các loài động vật có xương sống", Nabavizadeh nói
Cả Aureliano và Ghilardi đều chỉ ra rằng khí hậu nóng trong kỷ Tam Điệp là một lý do tiềm ẩn khiến sự thích ứng này phát triển. Ghilardi đề xuất: "Có lẽ nếu sinh lý học của bạn cung cấp một cơ thể đối phó với nhiệt hiệu quả, thì bạn sẽ có lợi thế hơn các đối thủ của mình. Có lẽ đây là chìa khóa để thành công của loài khủng long trong thời đại đó".
Nhóm sau đó đã chuyển sang một loại sauropodomorph khác từ Brazil được gọi là Macrocollum itaquii. Aureliano nói: Macrocollum xuất hiện trên hành tinh "8 triệu năm sau Buriolestes, và loài vật này lớn gấp 3 lần".
Nhóm nghiên cứu đã so sánh các thành phần xương khác nhau của những con khủng long sơ khai với những người khổng lồ cổ dài sau này. Họ ghi nhận sự vắng mặt của hệ thống túi khí ở những loài khủng long đầu tiên, chẳng hạn như Gnathovorax đã nói ở trên. Nhưng vào cuối kỷ Jura (khoảng 154 triệu năm trước), loài khủng long sauropoda khổng lồ đã có hệ thống túi khí khắp cơ thể, khiến m.áu chúng ít đậm đặc hơn và phân phối oxy và nhiệt hiệu quả hơn.
Phát hiện rùng rợn từ hóa thạch 'loài đầu tiên giống con người' Một đoạn xương hóa thạch 1,45 triệu t.uổi với 9 dấu vết bí ẩn đã tiết lộ nhiều chi tiết thú vị lẫn rùng mình về Người Đứng Thẳng. Theo CNN, một nhà nghiên cứu từ Bảo tàng Lịch sử tự nhiên Quốc gia Mỹ đã vô tình nhận thấy điều khác thường trên một chiếc xương chày hóa thạch thuộc bộ sưu...