Naukowcy uważają, że znaleźli skamieliny dinozaurów

Badacze dinozaurów pracujący nad dobrze zachowanymi szczątkami Jehol Biota w północno-wschodnich Chinach donieśli niedawno, że odkryli skamieniałe biomolekuły u wczesnokredowego dinozaura kaczego dzioba.

W kości udowej znaleziono intrygujący mikroskopijny materiał Caudipteryx, dinozaur podobny do indyka, żył od 125 do 113 milionów lat temu. Zespół umieścił chrząstkę udową pod mikroskopem i wybarwił ją substancjami chemicznymi zwanymi hematoksyliną i eozyną, które są używane do podświetlania jąder komórkowych i cytoplazmy we współczesnych komórkach.

Zabarwili również chrząstkę kurczaka i odkryli, że chrząstki dinozaurów i kurczaków świeciły w ten sam sposób. Jądra i chromatyna, materiał, z którego zbudowane są nasze chromosomy, były widoczne – twierdzą naukowcy. Osiągnięcie zespołu to ogólny w zeszłym tygodniu w czasopiśmie Nature Communications Biology.

„Dane geologiczne gromadzone przez lata wykazały, że zachowanie skamieniałości w Jehol Biota było wyjątkowe ze względu na drobny popiół wulkaniczny, który zakopał ciała i zachował je do poziomu komórkowego” – powiedział współautor. Badanie przeprowadzone przez Li Zhiheng, paleontologa kręgowców w Instytucie Paleontologii Kręgowców i Paleoantropologii Chińskiej Akademii Nauk, w informacja prasowa akademia.

Członkowie tego zespołu badawczego też Opisali to odkrycie materiału genetycznego w innej próbie w ubiegłym roku; Jak? Wspomniałem o Gizmodo W tamtym czasie niektórzy naukowcy byli równie sceptyczni co do jego twierdzeń, że ślady materiału genetycznego zachowały się w skamieniałej czaszce hipakrozaura. Skamieniałość Caudipteryx w nowej pracy jest o około 50 milionów lat starsza od Hypakrozaura.

„Zostali zidentyfikowani przy użyciu zupełnie innych metod niż Hypacrosaurus” – napisała Alida Bellol, główna autorka nowego artykułu, w e-mailu do Gizmodo. „Ale to, co było zaskakujące, to barwienie hematoksyliną w jądrze komórkowym Caudipteryx, było podobne do barwienia obserwowanego w jądrze komórki kurczaka” – powiedział Bellell, paleontolog z Instytutu Paleontologii Kręgowców i Paleoantropologii w Pekinie.

Gdyby ta skamielina ujawniła te same struktury, które pojawiły się we współczesnych kurczakach, byłby to niezwykły dowód na to, jak dobrze zachowano materiał biologiczny i jak litościwie potraktowano chrząstkę przez często destrukcyjne procesy ziemskie. Ale nie wszyscy są przekonani o tym, co dokładnie pojawiło się w spotach.

„Tak naprawdę nie widzę tu zmian” – powiedział Evan Saita, naukowiec z Center for Integrative Research w Field Museum of Natural History w Chicago. „Przesunięcie czasowe, które nas tutaj interesuje, nie dotyczy hipochorusa a tym nowym okazem; różnica polega na ilości czasu między dobrze potwierdzonym zachowaniem DNA a którąkolwiek z tych skamieniałości”.

Najstarsze DNA, wciąż zsekwencjonowane, to Opisane w artykule w lutym I wyszedł z zębów mamuta włochatego, który ma około miliona lat. Wszystkie dinozaury (oprócz ptaków) wyginęły około 65 milionów lat temu. To sprawia, że ​​materiał dinozaurów jest „niedorzecznie starszy” niż „niesamowite” znaleziska ze szczątków mamutów włochatych, powiedziała Saita.

Jaka dokładnie była reakcja na barwniki i plamy, które najnowszy zespół zastosował na chrząstce dinozaura? Według Saitty mogły to być drobnoustroje, które osiedliły się w szczątkach dinozaurów lub w zmineralizowanym wypełnieniu przestrzeni opuszczonej przez zdegradowany materiał genetyczny. To ostatnie jest zdaniem Nicka Rawlinsa, dyrektora Laboratorium Paleogenetyki na Uniwersytecie Otago w Nowej Zelandii.

„Obecny limit dla starożytnego DNA wynosi 1,2 miliona lat i nie spodziewamy się, że będziemy mogli cofnąć się znacznie dalej, na pewno nie do wieku dinozaurów” – powiedział Rolance w e-mailu do Gizmodo. „Chociaż te skamieniałe komórki i DNA w tym nowym dinozaurze mogą przypominać te współczesnego kurczaka, jest to wersja kamienna, w której komórki i DNA zostały zastąpione minerałami, w taki sam sposób, w jaki kość dinozaura jest zmineralizowaną wersją kości”.

Kiedy kości ulegają skamieniałości, robią to od oczywistych cech makroskopowych do najmniejszych elementów ich struktury. Pozwala to paleontologom robić takie rzeczy jak nauka tempo wzrostu T-RexNa przykład, gdy dziury pojawiają się w kościach, w których znajdowały się naczynia krwionośne. Ale materiał genetyczny szybko się pogarsza: Szacowany zespół To DNA stanie się nieczytelne po 1,5 miliona lat, co może spowodować, że gigantyczny ząb znajdzie się dziwnie blisko górnej granicy materiału. Szczątki mamuta zostały dobrze zachowane dzięki wyściółce wiecznej zmarzliny.

„Chemicznie rzecz biorąc, jest to zupełnie inny skład związków w porównaniu do materiału z wiecznej zmarzliny, który jest dość porównywalny do zamrożonego indyka w zamrażarce” – powiedziała w filmie wideo paleobiolog molekularna Jasmina Wiemann z Yale University. wezwanie.

To sprawia, że ​​mamut liczący milion lat zasadniczo różni się od Caudipteryxa, który ma 125 milionów lat. Chociaż zęby mamutów przeszły filogenezę, proces, w którym związki organiczne są stopniowo zastępowane przez substancje nieorganiczne, takie jak minerały, zostały one schłodzone przez syberyjski klimat, zachowując biomolekuły do ​​dziś. (Dlatego też czasami czytasz o badaczach epoki lodowcowej, którzy mogą jeść to, co badali, np. żubr w dolnym biegu).

„Jeśli chodzi o prawdziwe cząsteczki DNA, myślę, że jest prawie niemożliwe, aby te cząsteczki pozostawały w materiale dinozaurów” – napisał Love Dallen, paleontolog z Center for Paleogenetics w e-mailu do Gizmodo. „Wiemy z masowych badań eksperymentalnych i modeli teoretycznych, że nawet w całkowicie zamrożonych warunkach cząsteczki DNA nie przetrwałyby dłużej niż około 3 miliony lat”.

„Fakt, że różne barwniki lub plamy oddziałują z częściami skamieniałych szczątków, nie oznacza, że ​​w skamielinie pozostała prawdziwa cząsteczka DNA” – dodał Dallen.

Co więcej, to, że kość jest skamieniała, nie oznacza, że ​​każdy składnik organizmu, który kiedykolwiek żył, został zastąpiony, oko w oko, jakimś konkretnym związkiem mineralnym lub mineralnym. Każdy martwy dinozaur w każdym złożu na całym świecie oznacza, że ​​łączy się wyjątkowy zestaw warunków, więc żadne dwie skamieliny nie są chemicznie takie same. Oznacza to, że kości hipakrozaura z Montany ulegną innej fosylizacji niż Caudipteryx w Chinach, co komplikuje zadanie biologów molekularnych, geochemików i paleontologów.

„Przechodzi przez młyn, ale to, co wychodzi, wygląda bardzo podobnie” – powiedział Wyman. „Brakuje nam podstawowego zrozumienia, jak działa fosylizacja. Myślę, że to jest całe wyzwanie.”

DNA mamuta można było zsekwencjonować, ponieważ było bardziej zamrożone niż skamieniałe. Oznacza to, że DNA nie miało możliwości interakcji z otaczającym środowiskiem molekularnym, zwłaszcza z wodą, co spowodowało rozpad DNA, ponieważ Gizmodo powiedział Współautor gigantycznego artykułu.

Więc oprócz pytania o to, co dokładnie zostało zachowane w Caudipteryx, ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że DNA dinozaurów nie mogło zostać zsekwencjonowane, przynajmniej jeszcze nie. Cząsteczki po prostu przeszły tak wiele zmian, że nie przypominają zwierząt, których były częścią. Ale stare biomolekuły mogą przetrwać: białka dinozaurów Najwyraźniej znaleziono je w kościach, które mają 200 milionów lat, chociaż zespół badawczy, w tym Saita, wskazał w artykułRozkładające się kości dinozaurów są szczęśliwym domem dla drobnoustrojów, które mogą udawać materiał genetyczny dinozaurów.

Kilku naukowców stwierdziło, że częścią problemu z najnowszymi badaniami jest metoda barwienia stosowana do porównania jąder Caudipteryx i kurczaka. Naukowcy stwierdzili, że hematoksylina i eozyna mogą wiązać się z różnymi rzeczami, nie tylko z materiałem genetycznym, co sprawia, że ​​wyniki są bardzo ogólne. „Myślę, że trudno jest wdrożyć protokół barwienia, który nie jest specyficzny dla czegoś takiego jak materiał kopalny, którego nawet nie rozumiemy, co tak naprawdę reprezentuje” – powiedział Weiman.

Pomocnym krokiem w rozwiązaniu tej niejednoznaczności jest odniesienie się do wyników barwienia dodatkowymi i niezależnymi sposobami patrzenia na chrząstkę. Taka „triangulacja” pomogłaby rozwiązać problem z tkankami, powiedziała Saita. Wiemann zasugerował użycie spektroskopii mas do zbadania całej kości i sprawdzenia, czy barwienie może być mapowane na jakiekolwiek zasady jądrowe lub szkielet cukrowo-fosforanowy DNA. To „niesamowicie ekscytująca ścieżka badań” – dodał Wyman i powiedział, że te dodatkowe metody pomogą dokładnie określić, co jest zachowane w skamieniałości.

„Głęboko wierzę, że jeśli zajmujesz się głęboką biologią molekularną, powinieneś uwzględnić jak najwięcej podejść, a wraz z danymi powinieneś rozważyć i wykluczyć wszelkie alternatywy, takie jak inwazja drobnoustrojów, niezależnie od tego, czy są stare, czy starożytne, – powiedziała Mary Schweitzer, molekularny paleontolog z State University. North Carolina and Montana’s Rocky Mountain Museum, strona internetowa Gizmodo w e-mailu. ”.

Dwie skamieliny oddalone od siebie o 50 milionów lat stają się biomolekularnym dylematem w ciągu dwóch lat. Jeśli ta oś czasu ma być kontynuowana, wkrótce może pojawić się więcej danych i miejmy nadzieję, że przyniesie to większą jasność w tym ekscytującym nowym obszarze paleontologii.