Embryo's kunnen fossiel worden door ingroei van bacteriën

Bacteriën kunnen zacht weefsel in een hard fossiel omzetten. Een bacteriële slijmlaag die zich onder zuurstofarme omstandigheden vormt in een verloren gegaan pril embryo, kan bijvoorbeeld van dit celklompje een soort afgietsel van calciumcarbonaat of calciumfosfaat maken. Zo’n afgietsel kan bewaard blijven; zacht weefsel gaat bijna altijd verloren.

Deze manier van fossiliseren is opmerkelijk, omdat bacteriën het ontstaan van een fossiel ook kunnen verhinderen. Volgens wetenschappers van de Universiteit van Indiana in Bloomington kan fossilisatie met hulp van bacteriën verklaren hoe meer dan een half miljard jaar oude embryo’s bewaard bleven in de Zuid-Chinese Doushantuo-formatie (Proceedings of the National Academy of Sciences, early edition, 24 november).

Om te zien of bacteriën kunnen helpen bij de fossilisatie van een pril embryo bootsten wetenschappers het proces na in het laboratorium. In een zuurstofarme omgeving werden de embryo’s van twee Australische zee-egelsoorten snel gekoloniseerd door een bacteriële slijmlaag waarin bacteriën van de Bacteroidetes-stam de overhand hadden. In zuurstofrijke omstandigheden nestelden zich andere bacteriën in de cellen.

Alleen in de Bacteroidetes-slijmlaag bleef de externe celstructuur van de embryo’s bewaard. Bovendien plooide de bacteriële slijmlaag zich rond compartimenten binnen in de cel, zoals de blaasjes (lysosomen) die de cel gebruikt om ongewenste stoffen af te breken. Als er rond de embryo’s wel zuurstof aanwezig was, dan kwamen de afbraakstoffen uit de lysosomen wel vrij en gingen de embryocellen snel kapot. Volgens de onderzoekers is dit de reden dat voor fossilisatie van zacht weefsel een zuurstofarme omgeving nodig is, zoals de diepzee of een met modder bedekte bodem.

In de loop van een dag of zes ontstond rond de bedekkende bacteriën een laagje calciumcarbonaat. Een bacteriële slijmlaag bevordert het neerslaan van dergelijke kristallen.

Met hun studie hebben de onderzoekers van de Universiteit van Indiana mogelijk opgehelderd waarom ook op de oudste fossiele embryo’s uit China sporen van bacteriën zijn gevonden.

Deze meer dan vijfhonderd miljoen jaar oude embryo’s uit de Doushantuo-formatie bestaan grotendeels uit calciumfosfaat in plaats van calciumcarbonaat. De onderzoekers schrijven dat in een zuurder milieu calciumfosfaat zou neerslaan in plaats van calciumcarbonaat.

Michiel van Nieuwstadt