Naukowcy wyizolowali pojedyncze komórki ze skamieniałych kości hadrozaura, który zmarł 80 milionów lat temu, a następnie odtworzyli białka, które tworzyły starożytną jaszczurkę
Poszukiwania genomu zwierząt kopalnych trwają. Dla ewolucjonistów to najpewniejszy sposób na narysowanie gałęzi drzewa życia, dla antropologów - wyjaśnienie pochodzenia człowieka, a dla większości z nas - zapoznanie się z rezultatem rekonstrukcji w kolejnym filmie popularnonaukowym. Problem w tym, że DNA, pomimo wszelkich komarów, smoły, skamieniałości i innych artefaktów z filmów science fiction, w najlepszym przypadku trwa tylko kilkadziesiąt tysięcy lat. Jest to mniej więcej odpowiednie do rekonstrukcji genomu neandertalczyków czy mamutów, ale nie pomoże w przypadku dinozaurów, które zniknęły dziesiątki milionów lat temu. Przy braku oryginalnego „źródła” paleobiolodzy muszą zadowolić się wtórną produkcją - białkami, które mogą przetrwać nawet wtedy, gdy inne substancje są skamieniałe.
Jakiś czas temu Chris Organ z Harvard University i jego koledzy opublikowali dane dotyczące analizy biochemicznej sekwencji aminokwasów wyizolowanych z kości Tyrannosaurus rex, który zmarł 68 milionów lat temu. Praca ta była wówczas postrzegana niejednoznacznie; Żaden z ich kolegów nie miał wątpliwości co do uczciwości specjalistów, ale sam fakt bezpieczeństwa łańcuchów peptydowych wzbudził spore kontrowersje: może błędna interpretacja? Może zanieczyszczenie obcymi białkami?
Tym razem Marie Schweizer z North Carolina University of the American State wraz z Organem i 14 innymi kolegami z Wielkiej Brytanii i Izraela ogłosiły udaną analizę kości udowej hadrozaura Brachylophosaurus canadensis:
udało im się znaleźć kilka typów kolagenów, a także elastynę, białka błony podstawnej naczyń krwionośnych, a nawet pojedyncze komórki w szczelinach kostnych.
Stało się to możliwe dzięki starannemu doborowi materiału do analizy. Z doświadczeń paleontologów wynika, że najmniej fosylizacji ulegają szczątki zamknięte w piaskowcu. Z tego powodu Schweizer i jego współautorzy wyruszyli na wykopaliska do rzeki Judith we wschodniej Montanie, uzbrojeni w specjalny sprzęt, aby zmaksymalizować bezpieczeństwo materiału i wyizolować białko do analizy.
Żywym organizmom nie jest tak łatwo utrzymać niezmienność wewnętrznego środowiska dla organizmów żywych: faktem jest, że wszelkie biopolimery są stale niszczone, a organizm zużywa dużo energii na ich odbudowę i restrukturyzację. Po śmierci organizmu sytuacja oczywiście tylko się pogarsza. Jeśli mówimy o zwierzętach kopalnych, to tutaj w grę wchodzi również petryfikacja, w której składniki organiczne są stopniowo zastępowane nieorganicznymi.
Petryfikacja, jeśli do niej dojdzie, zwykle kończy się w ciągu miliona lat. Podopieczna Marie Schweizer, która leżała w piaskowcu przez 80 milionów lat, nie była wyjątkiem.
Film promocyjny:
Jednak po demineralizacji naukowcom udało się znaleźć dobrze zachowane pierwotne struktury - komórki, naczynia krwionośne, a nawet substancję międzykomórkową kości.
Siedem metrów piaskowca uchroniło je przed zniszczeniem na miliony lat.
Skan kości hadrozaura. W centrum osteocytu znajduje się komórka wrzecionowata z wyrostkami „kolczastymi”. Dokładnie te same komórki w naszych kościach są odpowiedzialne za syntezę substancji międzykomórkowej, w tym kolagenu. // AAAS / Science
Jeśli chodzi o analizy laboratoryjne, to tutaj naukowcy praktycznie nie pozostawili miejsca do dyskusji: obecność kolagenu i elastyny wykazano różnymi metodami - od immunoblottingu po spektrometrię mas w kilku niezależnych laboratoriach jednocześnie. Udało im się nawet znaleźć białka błony podstawnej - cienkiej płytki, na której znajdują się wszystkie komórki nabłonka wyściełające naczynia. Naukowcy porównali te dane z bazą kolagenową dla 21 żywych zwierząt, a także z dostępnymi wynikami analiz szczątków mastodonta i tyranozaura.
Pozwoliło to na umieszczenie B. canadensis na tej samej gałęzi drzewa życia, co T.rex, razem ze współczesnymi kurczakami i strusiami, ale z dala od jaszczurek i aligatorów, które są bardziej jak kuzyni drugich niż bezpośredni potomkowie.
Bez małego „ziarna” na przyszłość nie było. Chociaż Schweizer nie wspomniał o tym w samej publikacji naukowej, ślady hemoglobiny znaleziono w spektrometrii mas. Który z pewnością stanie się tematem przyszłych badań.
