Fossiler som bevarar hela organismer (inklusive både hårda och mjuka kroppsdelar) är avgörande för vår förståelse av evolution och forntida liv på jorden. Dock, dessa exceptionella fyndigheter är extremt sällsynta. Fossilregistret är starkt partisk för bevarandet av hårdare delar av organismer, som snäckor, tänder och ben, som mjuka delar som inre organ, ögon, eller till och med helt mjuka organismer, som maskar, tenderar att förfalla innan de kan fossiliseras. Lite är känt om de miljöförhållanden som stoppar denna process tillräckligt snabbt för att organismen ska kunna fossiliseras.

Ny forskning från Oxford University tyder på att mineralogin i den omgivande jorden är nyckeln till att bevara mjuka delar av organismer, och hitta fler exceptionella fossiler. Delfinansierat av NASA, arbetet skulle potentiellt kunna stödja Mars Rover Curiosity i dess provanalys, och påskynda sökandet efter spår av liv på andra planeter.

Den kanske mest ikoniska av alla exceptionella fossila fyndigheter är Burgess Shale of Canada, populariserad av Stephen J. Goulds Wonderful Life. Datering till cirka 500 miljoner år sedan, fyndigheten bevarar exceptionella fossiler från den kambriska explosionen, en händelse som såg den snabba diversifieringen av tidiga djurliv från enklare encelliga förfäder. Fossillokaliteter av Burgess Shale-typ är nu kända över hela världen och utan dem skulle ungefär 80 % av kambriska organismer (de som inte har något hårt skelett eller skal) vara okända, förvränga vår bild av tidig djurutveckling.

Publicerad i Geologi , studien, utförd av forskare från Oxfords institution för geovetenskaper, Yale universitet, och Pomona College, bygger på deras tidigare forskning som visade att vissa lermineraler är giftiga för bakterier som förmultnar marina djur. Vid den här tiden, teamet gav sig i kast med att hitta geologiska bevis för att stenar som består av samma lermineral är värdar för fossiler av Burgess Shale-typ.

Teamet undersökte mer än 200 kambriska bergprover med hjälp av pulverröntgendiffraktionsanalys för att bestämma deras mineralogiska sammansättning, jämföra stenar med fossiler av Burgess Shale-typ med de med bara fossiliserade skal och ben. Nicholas Tosca, Docent i sedimentär geologi vid Oxford, sade:"Antalet prover som krävdes för denna studie gjordes möjligt eftersom diffraktometern i Oxford samlar in mineralogiska data 250 gånger snabbare än ett konventionellt instrument."

Fynden avslöjar att mjukvävnadsfossiler i allmänhet finns i bergarter rika på mineralet berthierine, ett av de viktigaste lermineralerna som identifierats av den tidigare studien som giftigt för sönderfallsbakterier. Ross Andersson, huvudförfattare och fellow vid All Souls College, Oxford, förklarar:'Bertierin är ett intressant mineral eftersom det bildas i tropiska miljöer när sedimenten innehåller förhöjda koncentrationer av järn. Detta betyder att fossiler av Burgess Shale-typ sannolikt är begränsade till stenar som bildades på tropiska breddgrader och som kommer från platser eller tidsperioder som har förbättrat järn. Denna observation är spännande eftersom det betyder att vi för första gången kan tolka den geografiska och tidsmässiga fördelningen av dessa ikoniska fossil mer exakt, avgörande om vi vill förstå deras biologi och ekologi.'

Studien ger en mineralogisk signatur som kan användas för att hitta de mer svårfångade platserna som är hem för dessa extraordinära fossiler. "De mineralogiska associationerna vi identifierade betyder att vi för en given kambrisk sedimentär lerberg kan förutsäga med cirka 80 % noggrannhet om den sannolikt innehåller fossiler av Burgess Shale-typ, förklarar Andersson.

Av projektets bredare tillämpningar, potentiellt stödja sökandet efter liv bortom vår egen planet, Anderson tillägger:"Under den stora majoriteten av jordens historia, livet har inte haft hårda skal eller skelett. Detta betyder att om vi vill leta efter fossila bevis på liv på andra planeter som Mars, chansen är stor att vi förmodligen behöver hitta fossiler av helt mjuka organismer, och Burgess Shale-typ fossilisering ger ett sätt. NASA:s Curiosity rover har förmågan att registrera mineralogi på Mars yta, så det kan potentiellt leta efter de typer av stenar som kan vara mest gynnsamma för att bevara dessa fossiler.'

För att utöka sin förståelse för det exceptionella bevarandet av mjuka organismer, teamet gräver för närvarande längre tillbaka i jordens historia, att undersöka bevarandet av mikrober innan makroskopiska organismer med skelett eller skal utvecklades.