Evolution der Ultrastrukturen des Skelettgewebes bei Conodonten - Rekonstruktion mittels Elektronenrückstreubeugung (EBSD)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Besondere an Wirbeltieren ist, dass ihr Skelett aus dem Mineral Apatit besteht, was sie härter und chemisch stabiler macht, als die mineralisierten Gewebe anderer Organismen. Dieser mineralische Teil des Skeletts kann mit Methoden der Materialwissenschaften untersucht werden. Die Ausrichtung und Größe einzelner Kristallkörner kann uns helfen zu rekonstruieren, wie das Gewebe im lebenden Organismus genutzt wurde, z.B. wie ein Zahn biss und in welcher Richtung er am stärksten beansprucht wurde. Dies ist besonders nützlich bei Fossilien, deren Biomechanik wir experimentell nicht untersuchen können. Allerdings haben sich Wirbeltiergewebe jahrelang einer solchen Analyse entzogen. In diesem Projekt haben wir herausgefunden, warum sie gegenüber der In-situ-Analyse der Kristallorientierung resistent sind, und ein Protokoll entwickelt, das eine konsistente Probenvorbereitung, Messung der Kristallorientierung und der chemischen Zusammensetzung in Wirbeltiergeweben ermöglicht. Wir haben die Zähne der frühesten Wirbeltiere mit biomineralisierten Skeletten, den Conodonten, untersucht. Wir haben gezeigt, dass sich im Laufe ihrer Entwicklung ihre Ultrastruktur an die Zahnfunktion anpasste, indem sie die Kristallordnung erhöhte und die Kristalle so ausrichtete, dass sie die höchste Widerstandsfähigkeit gegen Belastungen beim Beißen bieten. Die Ergebnisse des Projekts zeigen, dass wichtige evolutionäre Anpassungen auf nanoskaliger Ebene stattfinden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Code for "Increasing control or biomineralization in conodont evolution".
Shirley, B., Leonhard, I., Murdock, D., Repetski, J., Świś, P., Bestmann, M., Trimby, P., Ohl, M., Plümper, O., King, H. & Jarochowska, E.
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Biotic, abiotic, pre-biotic, post-biotic controls on carbonate and phosphate formation. Online talk for SedsOnline
Jarochowska, E.
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Evidence of parallel evolution in the dental elements of Sweetognathus conodonts. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 287, 20201922.
Petryshen, W.; Henderson, C. M.; De Baets, K. & Jarochowska, E.
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nvited keynote speaker, Session Biosediments: Tracking Biogenic Materials and Sedimentation Processes through Time, Geological Society of America Annual Meeting, online
Jarochowska, E.
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The cono-dos and cono-dont’s of phosphatic microfossil preparation and microanalysis. Micron, 138, 102924.
Shirley, Bryan; Bestmann, Michel & Jarochowska, Emilia
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Big equipment, tiny structures: A multi-analytical approach to unravelling the conodont conundrum. Online talk for PaleoPercs
Shirley, B.
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Growth and feeding ecology of coniform conodonts. PeerJ, 9, e12505.
Leonhard, Isabella; Shirley, Bryan; Murdock, Duncan J. E.; Repetski, John & Jarochowska, Emilia
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Ordination analysis in sedimentology, geochemistry and palaeoenvironment—Background, current trends and recommendations. The Depositional Record, 7(3), 541-563.
Bialik, Or M.; Jarochowska, Emilia & Grossowicz, Michal
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Palaeozoic stromatoporoid diagenesis: a synthesis. Facies, 67(3).
Kershaw, Stephen; Munnecke, Axel; Jarochowska, Emilia & Young, Graham
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Chemical characterisation is rough: the impact of topography and measurement parameters on energy-dispersive X-ray spectroscopy in biominerals. Facies, 68(2).
Shirley, Bryan & Jarochowska, Emilia
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Sr/Ca and Ba/Ca ratios support trophic partitioning within a Silurian conodont community from Gotland, Sweden. Paleobiology, 48(4), 601-621.
Terrill, David F.; Jarochowska, Emilia; Henderson, Charles M.; Shirley, Bryan & Bremer, Oskar
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Growth allometry and dental topography in Upper Triassic conodonts support trophic differentiation and molar like element function. Paleobiology, 49(4), 665-683.
Kelz, V., Guenser, P., Rigo, M. & Jarochowska, E.
