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Cualquiera que haya manejado un hueso fosilizado sabe que por lo general no es exactamente igual que su contraparte moderna, la diferencia más obvia es que a menudo es mucho más pesado. Los fósiles tienen a menudo la calidad de la piedra en lugar de de materiales orgánicos, y esto ha llevado a la utilización del término "petrifaction" (para llevar a cabo la roca). La implicación es que los huesos y otros tejidos, de alguna manera se han convertido en la piedra, y esto es sin duda la explicación dada en algunos textos. Pero es la interpretación errónea; fósiles son con frecuencia tan densa debido a que los poros y otros espacios en el hueso han llenado de minerales tomadas a partir de los sedimentos circundantes. Algunos huesos fósiles tienen todos los espacios intersticiales llenos de minerales extranjeros, incluyendo la cavidad ósea, si es que existe, mientras que otros han tomado muy poco de su entorno. Probablemente todos los minerales depositados dentro del hueso se han recristalizado de la solución por la acción del agua de percolación a través de ellos. El grado de mineralización parece estar determinada por la naturaleza del entorno en el que se depositó el hueso y no por la antigüedad de los huesos. Por ejemplo, los huesos fósiles negros que son tan comunes en muchas partes de la Florida están fuertemente mineralizado, pero son sólo unos 20.000 años, mientras que muchos de los huesos de dinosaurios desde el oeste de Canadá, que son unos 75 millones de años, son sólo parcialmente rellenar. En condiciones óptimas el proceso de mineralización, probablemente lleva miles en lugar de millones de años, tal vez mucho menos.
La cantidad de cambio que se ha producido en el hueso fósil, incluso en hueso tan antigua como la de los dinosaurios, es a menudo muy pequeña. Estamos, por tanto, suelen ser capaces de ver las estructuras microscópicas de los huesos, incluyendo detalles tan finos como las lagunas donde las células óseas que viven una vez residieron. El mineral óseo natural, la hidroxiapatita, es prácticamente inalterada también - tiene la misma estructura cristalina que la del hueso moderna. Aunque no queda nada del colágeno original, algunos de sus aminoácidos componentes son por lo general todavía detectable, junto con los aminoácidos de las proteínas no colágena del hueso.
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