Fossilerad hud och andra mjuka vävnader är ytterst sällsynta, och det är bara under speciella förhållanden som dessa sällsynta fossiler bevaras.
Det mesta skinnet finns bevarat som avtryck i berget, men under sällsynta förhållanden och oöverskådliga odds kan ett 3D-fossil av den faktiska huden bildas. Dessa fossiler ger ett exceptionellt fönster till förhistoriska djurs utseende, evolution och anatomi.
Som doktorander i Reisz Lab för ryggradsdjurspaleontologi vid University of Toronto, studerar vi sådana fossiler för att hjälpa oss att svara på kritiska frågor kring stora evolutionära innovationer.
Vår studie, publicerad i Current Biology , beskriver den anmärkningsvärda upptäckten av inte bara intryck, utan också ett 3D-fossil av hud som isolerade, rakbladstunna ark av kol från ett 289 till 286 miljoner år gammalt grottsystem. Dessa fossil hittades och donerades till Reisz Lab av Bill May (en produktiv lokal samlare).
De har en struktur som påfallande liknar moderna krokodiler och ger insikter i hur några av de tidigaste tetrapoderna utvecklades för att leva på land. Det fossiliserade skinnet är så välbevarat att dess inre strukturer kan identifieras och är det äldsta fossil som för närvarande är känt.
Dessa fossiler tillhör någon form av fostervatten, som är en mångfaldig grupp av djur som idag representeras av däggdjur, reptiler och fåglar. De tidigaste amnioterna var reptiler och tros ha uppstått från förhistoriska amfibier under den sena karbonperioden för ungefär 318 miljoner år sedan.
Dessa tidiga amnioter såg många evolutionära innovationer som gjorde det möjligt för dem att anpassa sig till utmaningarna med en helt jordisk livsstil, inklusive flera modifieringar av epidermis, det yttersta hudlagret.
Ett av de största hindren för att leva på land är vattenretention. De första tetrapoderna som i stort sett levde jordlevande liv var amfibier vars hud var benägen att torka ut. Som sådana förblev de bundna till en vattenmiljö och levde en semi-akvatisk livsstil under åtminstone en del av sina liv. Dessa tidiga amfibier behöll till och med beniga fjäll typiska för deras fiskförfäder.
Det var inte förrän utvecklingen av reptiler, med deras hud speciellt lämpad för vätskeretention, som dessa pionjärer kunde anta en helt jordisk livsstil. Detta involverade en förtjockad epidermis med differentierade alfa- och betakeratinproteiner, och bildar därigenom de första epidermala fjällen som kan ge en hållbar, ogenomtränglig hornhinneyta ungefär som den hos moderna reptiler.
Vi beskriver också bevarandet av sådana hornhinneband i epidermis hos den tidiga reptilen Captorhinus aguti . Dessa band är arrangerade i ett koncentriskt mönster längs djurets rygg, ett arrangemang som skulle ha främjat flexibilitet under den böljande rörelsen från sida till sida vid reptilvandring. Liknande bandbildning av epidermala fjäll observeras också mest framträdande hos moderna masködlor.
Ett perfekt grottsystem
Dessa exceptionella fossil upptäcktes i ett grottsystem nära Richards Spur, Oklahoma. Detta grottsystem består av vidsträckta karstnätverk, som ofta uppträder som vertikala sprickor inhuggna i omgivande kalksten av vatten.
Denna lokalitet är känd för att vara den rikaste samlingen av landlevande ryggradsdjur från hela paleozoiska eran. Överflödet av till stor del disartikulerade skelett är sannolikt resultatet av avlagring av resterna under stora monsunregn. Ledade eller halvledade lämningar är mindre vanliga och kan vara resultatet av att djur faller ner i dessa grottor eller tvättas in i ett stycke.
Grottförhållanden är kända för att främja bevarandet av djurrester genom uttorkning, genomträngning av mineralrikt grundvatten och nedgrävning av fina sediment.
På orten Richards Spur hjälptes sådant bevarande troligen av kolväten från oljeläckage, som har färgat de flesta fossil svarta eller bruna. Mättnad av lämningar före eller kort efter deponeringen påverkade sannolikt tillväxten av mineraler som var involverade i framställningen av fossilerna så att det var mer sannolikt att de var väl fossiliserade. Uttorkning spelade sannolikt också en avgörande roll för det exceptionella bevarandet av huden genom att förlänga dess strukturella livslängd före fossilisering.
Dessa anmärkningsvärda hudfossiler belyser inte bara kritiska innovationer som är nödvändiga för erövring av land av tidiga amnioter, utan belyser också den unika inverkan av grottförhållanden och oljeläckage kolväten på produktionen av exceptionella fossiler.
Journalinformation: Nuvarande biologi
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
