The origin of molecular fossils in sedimentary rocks

Skamieniałości molekularne to odporne na degradację związki organiczne występujące w osadach i skałach osadowych, wywodzące się głównie z lipidów błon komórkowych i pigmentów organizmów należących do trzech domen życia: Bacteria, Archea i Eukariota. Wykazują one strukturalne podobieństwo do swoich biologicznych prekursorów. Ich odporność na biodegradację wynika z posiadania przez nie nasyconych wiązań węgiel-węgiel, które są bardzo trwałe. Ewolucyjnie uwarunkowane różnice w budowie błon komórkowych organizmów wynikające często z odmiennych ścieżek biosyntezy poszczególnych lipidów sprawiają, że w wielu przypadkach możliwe jest określenie, jaki organizm wyprodukował dany związek zachowany w osadzie. Biomarkery dostarczyły przekonywujących, niezależnych dowodów na znaczącą rolę pojawiających się nowych grup organizmów prowadzących do drastycznych zmian w geochemii Ziemi. Jako przykład można wymienić tlenorodną fotosyntezę zarejestrowaną przez występowanie utlenionych sekwencji skalnych korelowaną z pierwszym pojawieniem się 2-metylohopanów biosyntezowanych przez sinice. Najważniejsze, przykładowe biomarkery charakterystyczne dla trzech domen życia zostały przedstawione i opisane w niniejszej pracy.

Molecular fossils are degradation-resistant organic compounds occurring in sedimentary rocks that originate generally from membrane lipids and pigments of organisms of the three domains of life: Bacteria, Archea and Eukaryota. They show structural resemblance to their biological precursors. Their resistance results from the fact that they possess strong, saturated carbon-carbon bonds. Differences in the nature of the lipid membranes and biosynthetic pathways, determined by the processes of evolution, in many cases lead to a specific structures of these molecular fossils that allow researchers to identify the precursor organisms contributing to the sedimentary organic matter in paleobasins. Biomarkers provided convincing, independent evidence for the importance of the newly-evolved groups of organisms that led to drastic changes in the geochemistry of the Earth. A good example of such relation is an occurence of oxidized rocks in sedimentary sequences with the first appearance of 2-methylhopanes synthesized by cyanobacteria. The most characteristic examples of biomarkers for the three domains of life are described briefly in this work.