Index Geophysics

ru-RU Минералого-геохимические исследования костного детрита плейстоценовых млекопитающих, включающего древнейший в Северной Евразии сапиенс

en-US Mineralogical and Geochemical Studies of Bone Detritus of Pleistocene Mammals, Including the Earliest in Northern Eurasia Humans

ru-RU В целях презентации междисциплинарного научного проекта рассмотрены объекты и методы минералого-геохимических исследований костного детрита плейстоценовых млекопитающих, включающего усть-ишимскую кость древнейшего в Северной Евразии сапиенса. Показано, что в результате последовательного использования оптической, сканирующей электронной и атомно-силовой зондовой микроскопии удается выявить особенности внутреннего строения костей и признаки их прижизненных деформаций. Биоминеральный компонент в них по данным рентгенофлюоресцентного, рентгендифракционного и ИК-спектроскопического методов представлен в различной степени окристаллизованным карбонатапатитом В-типа. Методом ИСП-МС в костях обнаружено 50 эссенциальных и ксенобиотных микроэлементов. Концентрация последних в ископаемых костях превышает кларки для живых наземных животных в тысячи, десятки, иногда сотни тысяч раз, прямо коррелируя со степенью фоссилизации. Определены элементный, аминокислотный и химический групповой состав органического матрикса костей. Установлено, что основным результатом химической деградации коллагена является сокращение роли карбонильных и алифатических групп, что отражает деполимеризацию первичного органического вещества с образованием конденсированных структур. Присутствие последних в наиболее измененных костях диагностировано методом рамановской спектроскопии. Показано, что на основе данных изотопно-геохимических исследований может быть осуществлена реконструкция палеодиет и экологических условий обитания животных.

en-US Article presents the preliminary results of mineralogical and geochemical studies of the primary and epigenetic properties of the bio-mineral and protein components in the fossil bone detritus as an example of first step of continued interdisciplinary research program. During the further implementation of this program, it is expected not only to solve a set of interrelated mineralogical, paleontological, paleoecological, paleoclimatic, and archaeological problems, but also to obtain new knowledge about the coevolution of organic, organo-mineral and inorganic substances in the geological history. The main objects of study are the fossil remains of the large Pleistocene mammals (mammoths, woolly rhinoceroses, deer, elk, horses, bison, cave and brown bear) found on the territory of the Pechora Urals (62-67 ° N) , South Pri-Irtyshie in Western Siberia (57-58 ° N), and Northern Taymyr (75-77 ° N). The oldest bone of Homo sapiens (Ust-Ishim human) found in Northern Eurasia and remains of medieval Tobol and Irtysh Turk will be investigated as well. The results of previous studies of skin and hair of biological material from today's wild fisheries (analogues Pleistocene mammals), wild and domestic animals are considered as the reliable prerequisites for planned isotopic and geochemical studies. Use of cutting-edge research techniques will allow determining the chemical composition of bones; the elemental composition of bone collagen and bone proteins; the degree of crystallinity of bone bioapatite, and phase composition of xenomineral impurities; the isotopic composition of carbon, oxygen, and nitrogen in bioapatite and collagen; the actual molecular and crystal structure of the protein biomineral, and bone substance; the concentration of trace elements; the conditions and duration of burial and reburial of bone detritus; bone collagen bacterial degradation at an early stage of fossilization. It is expected that the implementation of the proposed project will contribute to significant advance in knowledge of the material history of the Earth's biosphere.

Silaev, V. I.

Ponomarev, D. V.

Slepchenko, S. M.

Bondarev, A. A.

Kiselеva, D. V.

Smoleva, I. V.

Khazov, A. F.

ru-RU Науки о Земле

ru-RU плейстоцен; крупные млекопитающие; костный детрит; оптическая; атомносиловая и сканирующая электронная микроскопия; хроматографический анализ; рентгеновская дифрактометрия; спектроскопия; масс-спектрометрия; палеоэкологические реконструкции

en-US Earth Science

en-US Pleistocene; large mammals; bone detritus; optical; atomic force and scanning electron microscopy; chromatographic analysis; X-ray diffraction; spectroscopy; mass spectrometry; paleoecological reconstruction

ru-RU Perm State University

2015-12-24

info:eu-repo/semantics/article

info:eu-repo/semantics/publishedVersion

application/pdf

http://geology-vestnik.psu.ru/index.php/geology/article/view/95

10.17072/psu.geol.29.6

en-US Bulletin of Perm University. Geology; Том 4, № 29 (2015); 6-31

ru-RU Вестник Пермского университета. Геология; Том 4, № 29 (2015); 6-31

2313-4798

1994-3601

rus

http://geology-vestnik.psu.ru/index.php/geology/article/view/95/84

ru-RU (c) 2015 V. I. Silaev, D. V. Ponomarev, S. M. Slepchenko, A. A. Bondarev, D. V. Kiselеva, I. V. Smoleva, A. F. Khazov

ru-RU http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/