Investigating colour in marine Miocene molluscs: UV fluorescence patterns and pigment EDX spectroscopy in shells from the Murbko Marl, Murray Basin (South Australia)
Plain Language Abstract
Seashells have long been admired for their beautiful colours and patterning; however, this is quickly lost after death. As such, it is rare to see these patterns in fossil shells. Hidden traces of pigmentation may remain and can be revealed when viewed under ultraviolet (UV) light as these areas fluoresce. Presented here are the original pigmentation patterns of fossil shells from the early middle Miocene (ca. 15 m.y.a.) Murbko Marl Member of the Cadell Formation, Murray Group, north of Blanchetown (South Australia). In revealing these patterns, taxonomic placement of species can be reconsidered, and comparisons can be drawn between fossil and modern species; in this case, the pigmentation pattern observed in extinct Maoricolpus murrayanus is found to be comparable to modern Maoricolpus roseus from New Zealand, bringing into question their validity as separate species. The elements responsible for pigments and/or fluorescence were investigated with Energy-dispersive X-ray spectroscopy, which informs on the presence and abundance of elements in a sample by stimulating excitation via X-rays. Fossil M. murrayanus and closely related modern shell M. roseus were studied here. Results were inconclusive with no elements strongly identified within areas of high pigmentation in either.
Arabic
التحقيق في الألوان لدى الرخويات البحرية من الميوسين: أنماط الفلورة بالأشعة فوق البنفسجية وتحليل طيفي لعناصر الصبغة في القواقع من وحدة ماربكو مارل، حوض موراي (جنوب أستراليا)
المؤلفون: ماهالا أ. فيرغسون، إليزابيث هـ. ريد، ودييغو سي. غارسيا-بيلليدو
الملخص: تُعرف قواقع الرخويات بأنماطها اللونية المعقدة والمتشابكة والتي توفر معلومات تصنيفية مهمة. باستثناء حالات الحفظ الاستثنائي فإن هذه السمة غالباً ما تُفقد في العينات الأحفورية نظراً لتحلل الصبغة بسرعة بعد الوفاة. ومع ذلك قد تبقى آثار من الصبغة ويمكن الكشف عنها عند تعريض القواقع للأشعة فوق البنفسجية حيث تتوهج هذه المناطق بالفلورة. أصبحت تقنية الفلورة المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية تُستخدم بشكل متزايد للكشف عن هذه السمة التشخيصية الهامة إلا أن معظم الدراسات تركزت على المواد القادمة من نصف الكرة الشمالي مع ندرة ملحوظة في الأبحاث حول المواد من نصف الكرة الجنوبي. في هذه الدراسة تم تصوير عينات من وحدة ماربكو مارل من منتصف عصر الميوسين في حوض موراي بجنوب أستراليا تحت الأشعة فوق البنفسجية بهدف الكشف عن أنماط الصبغة المفقودة وإعادة تقييم التصنيف الخاص بها. استجابت 18 نوعًا تنتمي إلى ثلاث طوائف (بطنية القدم، ذوات الصدفتين، والسكافوبودا) بالفلورة عند تعريضها للأشعة فوق البنفسجية. كما تم الإبلاغ عن عدة قواقع تحتفظ جزئياً بصبغتها الأصلية. تم إجراء تحليل طيفي باستخدام مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) على بعض القواقع ونظيرتها الحديثة بهدف تحديد العناصر المرتبطة بالصبغة أو الفلورة والمساعدة في فهم أصلها. لم تُلاحظ علاقة واضحة بين العناصر الكيميائية والصبغة أو الفلورة. وقد تبين أن نمط الصبغة في النوع المنقرض مشابه لنظيره الحديث من نيوزيلندا مما يثير تساؤلات حول صحة اعتبارهما نوعين منفصلين.
الكلمات المفتاحية: رخويات؛ فلورة بالأشعة فوق البنفسجية؛ نمط لوني؛ صبغة؛ الميوسين؛ جنوب أستراليا
ترجمة: ا. د./ أحمد عوض عبد الهادي (كلية العلوم - جامعة المنيا)
Translator: Ahmed Awad Abdelhady. Geology Department, Minia University, Egypt
Chinese
中新世海洋软体动物壳体的颜色研究：基于南澳大利亚墨累盆地Murbko泥灰岩中贝壳的紫外荧光模式与色素能量色散X射线光谱分析
软体动物壳体以其复杂多变的色素模式著称，这些模式为分类学提供了重要依据。除特殊保存情况外，化石标本中的色素特征通常因降解而消失。然而，残留的色素痕迹在紫外光照射下可能通过荧光显现。紫外诱导荧光技术正逐渐成为揭示此类关键分类特征的主流方法，但现有研究严重偏向北半球样本，对南半球材料的研究明显不足。本文对南澳大利亚墨累盆地中中新世Murbko泥灰岩段的样本进行紫外成像，以复原其色素模式并重新评估分类归属。结果显示，来自三个纲（腹足纲、双壳纲和掘足纲）的18个物种在紫外光下表现出荧光反应。其中，部分Maoricolpus murrayanus (Tate, 1885)壳体保留了原始色素。通过能量色散X射线光谱（EDX）对比分析灭绝种Maoricolpus murrayanus与其现生近亲Maoricolpus roseus (Quoy and Gaimard, 1834)，未能明确鉴定与色素或荧光相关的元素。值得注意的是，灭绝种的色素模式与现生种高度相似，这对其作为独立物种的有效性提出了质疑。
关键词：软体动物；紫外荧光；颜色模式；色素；中新世；南澳大利亚
Translator: Chenyang Cai. Nanjing Institute of Geology and Palaeontology, Chinese Academy of Sciences
Deutsche Zusammenfassung
Farbuntersuchung bei marinen Mollusken aus dem Miozän: UV-Fluoreszenzmuster und Pigment-EDX-Spektroskopie in Muscheln aus dem Murbko-Mergel, Murray-Becken (Südaustralien)
Molluskengehäuse sind bekannt für ihre komplizierten und komplexen Pigmentierungsmuster, die wertvolle taxonomische Informationen liefern. Abgesehen von Fällen, in denen die Erhaltung außergewöhnlich gut ist, geht dieses Merkmal bei fossilen Exemplaren fast immer verloren, da sich die Pigmente nach dem Tod schnell abbauen. Es können jedoch Pigmentspuren zurückbleiben, die unter ultraviolettem (UV) Licht sichtbar werden, da diese Bereiche fluoreszieren. UV-induzierte Fluoreszenz wird in zunehmendem Maße eingesetzt, um dieses wichtige diagnostische Merkmal aufzuzeigen, aber es gibt eine starke Konzentration auf Material aus der nördlichen Hemisphäre und einen bemerkenswerten Mangel an Studien an Material aus der südlichen Hemisphäre. Hier wird Material aus dem Murbko-Mergel aus dem mittleren Miozän des Murray-Beckens in Südaustralien unter UV-Licht untersucht, um verloren gegangene Pigmentierungsmuster aufzudecken und ihre taxonomische Zuordnung neu zu bewerten. Achtzehn Arten aus drei Klassen (Gastropoda, Bivalvia und Scaphopoda) reagierten mit Fluoreszenz unter UV-Licht. Es werden auch mehrere Gehäuse von Maoricolpus murrayanus (Tate, 1885) beschrieben, bei denen die ursprüngliche Pigmentierung teilweise erhalten ist. Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) wurde an Maoricolpus murrayanus und seinem modernen Verwandten Maoricolpus roseus (Quoy und Gaimard, 1834) durchgeführt, um Elemente zu identifizieren, die entweder mit dem Pigment oder der Fluoreszenz in Verbindung stehen und zum Verständnis ihres Ursprungs beitragen könnten. Für keines der beiden konnte eine eindeutige Zuordnung zu einem Element vorgenommen werden. Das Pigmentierungsmuster des ausgestorbenen Maoricolpus murrayanus ist mit dem des modernen Maoricolpus roseus aus Neuseeland vergleichbar. Dies lässt Zweifel aufkommen, ob sie als eigenständige Arten betrachtet werden können.
Schlüsselwörter: Mollusken; UV Fluoreszenz; Farbmuster; Pigment; Miozän; Südaustralien
Translator: Eva Gebauer
Resumen en Español
Investigación del color en moluscos marinos del Mioceno: Patrones de fluorescencia UV y espectroscopia EDX de pigmentos en conchas de Murbko Marl, Murray Basin (Australia Meridional)
Las conchas de los moluscos son bien conocidas por sus intrincados y complejos patrones de pigmentación, que proporcionan una valiosa información taxonómica. Salvo en casos de conservación excepcional, esta característica casi siempre se pierde en los especímenes fósiles, ya que el pigmento se degrada rápidamente tras la muerte. Sin embargo, pueden quedar restos de pigmentación, que se revelan al observarlos bajo luz ultravioleta (UV), ya que estas zonas presentan fluorescencia. La fluorescencia inducida por UV se está convirtiendo en una técnica cada vez más utilizada para desvelar este importante carácter diagnóstico, pero ha habido un fuerte sesgo hacia el material del hemisferio norte, con una notable falta de estudios sobre el material del hemisferio sur. En este trabajo se analizan bajo luz ultravioleta materiales procedentes de la marga Murbko de mediados del Mioceno de la cuenca Murray, en Australia Meridional, para revelar patrones de pigmentación perdidos y reevaluar sus asignaciones taxonómicas. Dieciocho especies de tres clases (Gastropoda, Bivalvia y Scaphopoda) respondieron con fluorescencia a la luz ultravioleta. También se han descrito varias conchas de Maoricolpus murrayanus (Tate, 1885) con pigmentación original parcialmente conservada. Se realizó una espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDX) en Maoricolpus murrayanus y su pariente moderno Maoricolpus roseus (Quoy y Gaimard, 1834) para identificar elementos que pudieran estar asociados con el pigmento o la fluorescencia y ayudar a comprender su origen. No se pudo establecer ninguna asociación elemental clara con ninguno de los dos. El patrón de pigmentación observado en el extinto Maoricolpus murrayanus es comparable al del moderno Maoricolpus roseus de Nueva Zelanda, lo que pone en duda su validez como especies separadas.
Palabras clave: moluscos; fluorescencia UV; patrón de coloración; pigmento; Mioceno; sur de Australia
Traducción: Juan Antonio Pérez Claros. Profesor Titular del Dpto. de Ecología y Geología
Fac. de Ciencias. Universidad de Málaga
Résumé en Français
In progress
Translator: Denis Audo. Centre de Recherche en Paléontologie - Sorbonne Université
Vincent Perrier. Maître de Conférences, Université Lyon
Greek
Διερεύνηση του χρώματος σε θαλάσσια μειοκαινικά μαλάκια: Μοτίβα υπεριώδους φθορισμού και φασματοσκοπία EDX χρωστικών σε κελύφη από το Murbko Marl, Λεκάνη Murray (Νότια Αυστραλία)
Τα κελύφη των μαλακίων είναι γνωστά για τα περίπλοκα και σύνθετα πρότυπα χρωματισμού τους, τα οποία παρέχουν πολύτιμες ταξινομικές πληροφορίες. Εκτός από περιπτώσεις εξαιρετικής διατήρησης, αυτό το χαρακτηριστικό σχεδόν πάντα χάνεται σε απολιθωμένα δείγματα, καθώς οι χρωστικές ουσίες αποδομούνται γρήγορα μετά τον θάνατο. Ωστόσο, ίχνη χρωματισμού μπορεί να παραμείνουν και να αποκαλυφθούν όταν παρατηρηθούν υπό υπεριώδες (UV) φως, καθώς αυτές οι περιοχές εκπέμπουν φθορισμό. Ο φθορισμός που προκαλείται από την υπεριώδη ακτινοβολία γίνεται όλο και πιο κοινή τεχνική για την ανάδειξη αυτού του σημαντικού διαγνωστικού χαρακτηριστικού, αλλά μέχρι σήμερα υπάρχει έντονη έμφαση στο υλικό του βόρειου ημισφαιρίου, με αισθητή έλλειψη μελετών στο υλικό του νότιου ημισφαιρίου.
Στην παρούσα μελέτη, υλικό από το μεσαίο Μειόκαινο της στρωματογραφικής ενότητας Murbko Marl της λεκάνης Murray στη Νότια Αυστραλία απεικονίζεται υπό υπεριώδες φως για να αποκαλυφθούν χαμένα πρότυπα χρωματισμού και να επανεκτιμηθούν οι ταξινομικές του κατατάξεις. Δεκαοκτώ είδη από τρεις κλάσεις (Γαστερόποδα, Δίθυρα και Σκαφόποδα) παρουσίασαν φθορισμό υπό υπεριώδες φως. Επιπλέον, αρκετά κελύφη του Maoricolpus murrayanus (Tate, 1885) αναφέρονται με μερικώς διατηρημένο τον αρχικό τους χρωματισμό. Διεξήχθη φασματοσκοπία ενεργειακής διασποράς ακτίνων Χ (EDX) στα Maoricolpus murrayanus και στον σύγχρονο συγγενή του Maoricolpus roseus (Quoy και Gaimard, 1834) για την ταυτοποίηση στοιχείων που μπορεί να σχετίζονται είτε με τη χρωστική είτε με τον φθορισμό, με στόχο την κατανόηση της προέλευσής τους. Δεν προέκυψε σαφής στοιχειακή συσχέτιση με κανένα από τα δύο. Το παρατηρούμενο χρωματικό πρότυπο στο εξαφανισμένο Maoricolpus murrayanus φαίνεται να είναι συγκρίσιμο με αυτό του σύγχρονου Maoricolpus roseus από τη Νέα Ζηλανδία, γεγονός που θέτει υπό αμφισβήτηση την εγκυρότητα τους ως ξεχωριστά είδη.
Λέξεις-κλειδιά: μαλάκια, υπεριώδης φθορισμός, μοτίβο χρωμάτων, χρωστική, Μειόκαινο, νότια Αυστραλία
Translator: Evangelos Vlachos
Polski
Badanie koloru mięczaków morskich z miocenu: wzory fluorescencji UV i spektroskopia pigmentu EDX w muszlach z Murbko Marl, Murray Basin (Australia Południowa)
Muszle mięczaków są dobrze znane ze swoich skomplikowanych i złożonych wzorów pigmentacji, które dostarczają cennych informacji taksonomicznych. Z wyjątkiem przypadków wyjątkowego zachowania, cecha ta jest prawie zawsze tracona w okazach kopalnych, ponieważ pigment szybko ulega degradacji po śmierci. Jednak ślady pigmentacji mogą pozostać i można je ujawnić, oglądając je w świetle ultrafioletowym (UV), ponieważ te obszary fluoryzują. Fluorescencja indukowana promieniowaniem UV staje się coraz powszechniejszą techniką stosowaną do odkrywania tej ważnej cechy diagnostycznej, ale istnieje duże uprzedzenie do materiałów z półkuli północnej, przy zauważalnym braku badań nad materiałami z półkuli południowej. Tutaj materiał z środkowomioceńskiego Murbko Marl Member z Murray Basin w Australii Południowej został sfotografowany w świetle UV, aby ujawnić utracone wzory pigmentacji i ponownie ocenić ich przyporządkowanie taksonomiczne. Osiemnaście gatunków z trzech klas (Gastropoda, Bivalvia i Scaphopoda) zareagowało fluorescencją w świetle UV. Kilka muszli Maoricolpus murrayanus (Tate, 1885) zostało również zgłoszonych z częściowo zachowaną oryginalną pigmentacją. Wykonano spektroskopię rentgenowską z dyspersją energii (EDX) na Maoricolpus murrayanus i współczesnym krewnym Maoricolpus roseus (Quoy i Gaimard, 1834), aby zidentyfikować pierwiastki, które mogą być związane z pigmentem lub fluorescencją i pomóc zrozumieć ich pochodzenie. Nie udało się ustalić wyraźnego związku pierwiastkowego z żadnym z nich. Wzór pigmentacji zaobserwowany u wymarłego Maoricolpus murrayanus jest porównywalny ze współczesnym Maoricolpus roseus z Nowej Zelandii, co podważa ich ważność jako odrębnych gatunków.
Słowa kluczowe: mięczaki; Fluorescencja UV; wzór kolorów; pigment; miocen; południowa Australia
Translator: Krzysztof Stefaniak
Russian
In progress
Translator: Leonid Voyta
Ukrainian
Дослідження кольору морських міоценових молюсків: моделі ультрафіолетової флуоресценції та EDX спектроскопія пігменту в черепашках із Мергеля Мурбко, басейн Мюррей (Південна Австралія)
Раковини молюсків добре відомі своєю заплутаною та складною пігментацією, яка надає цінну таксономічну інформацію. За винятком випадків виняткової збереженості, ця особливість майже завжди втрачається у викопних зразках, оскільки пігмент швидко руйнується після смерті. Однак сліди пігментації можуть залишатися та виявлятися при огляді під ультрафіолетовим (УФ) світлом, оскільки ці ділянки флуоресцують. Флуоресценція, індукована УФ-випромінюванням, стає все більш поширеною технікою, яка використовується для оцінки цієї важливої діагностичної ознаки, але спостерігається певна упередженість щодо матеріалу з Північної півкулі, з помітним недоліком вивчення матеріалу з Південної півкулі. Тут матеріал із середньоміоценової частини Мергелю Мурбко у басейні Мюррей, Південна Австралія, зображений під ультрафіолетовим світлом, щоб виявити втрачені візерунки пігментації та переглянути їхнє таксономічне значення. Вісімнадцять видів із трьох класів (Gastropoda, Bivalvia та Scaphopoda) світилися в ультрафіолеті. Також повідомляється про кілька раковин Maoricolpus murrayanus (Tate, 1885) із частково збереженою оригінальною пігментацією. Енергодисперсійна рентгенівська спектроскопія (EDX) була проведена на Maoricolpus murrayanus і рецептному спорідненому виді Maoricolpus roseus (Quoy and Gaimard, 1834), щоб ідентифікувати елементи, які можуть бути пов’язані або з пігментом, або з флуоресценцією, і допомогти зрозуміти їх походження. Ні з одним, ні з іншим не вдалося встановити чіткої елементарної асоціації. Встановлено, що модель пігментації, яка спостерігається у вимерлого Maoricolpus murrayanus, схожа на таку у рецентного виду Maoricolpus roseus з Нової Зеландії, що ставить під сумнів їх валідність як окремих видів.
Ключові слова: молюски; УФ-флуоресценція; кольоровий малюнок; пігмент; міоцен; південна Австралія.
Translator: Oleksandr Kovalchuk
