Timp de decenii, manualele au repetat aceeași idee: fosilizarea distruge materia organică originală, iar din os rămâne doar mineralul. O echipă condusă de Universitatea din Liverpool susține acum contrariul și aduce dovezi că colagen de dinozaur se poate păstra în fosile vechi de zeci de milioane de ani. Rezultatele au fost publicate în revista Analytical Chemistry.
Un sacrum de 22 de kilograme din Hell Creek
Piesa centrală a studiului este un sacrum de Edmontosaurus, un dinozaur ierbivor cu „cioc de rață” din familia hadrozaurilor. Sacrumul, adică grupul de vertebre unite cu bazinul care formează partea inferioară a coloanei, cântărește 22 de kilograme și se afla într-o stare de conservare neobișnuit de bună.
Fosila a fost extrasă din straturile de rocă din Cretacicul superior ale formațiunii Hell Creek, în Dakota de Sud, una dintre cele mai bogate zone paleontologice din lume, care păstrează depozite de la finalul erei dinozaurilor, până la limita Cretacic-Paleogen de acum aproximativ 66 de milioane de ani. Exemplarul face acum parte din colecțiile Universității din Liverpool.
Tocmai conservarea excepțională a permis echipei să aplice un arsenal de metode moderne, de la secvențierea proteinelor până la spectrometria de masă, tehnica prin care moleculele sunt identificate în funcție de masa și de proprietățile lor chimice. În acest caz, scopul a fost căutarea semnăturilor moleculare asociate colagenului, principala proteină structurală din os.
Argumentul care închide o dispută de 30 de ani
Întrebarea care a alimentat controversa timp de aproximativ trei decenii nu a fost dacă se găsește material organic în fosile, ci de unde provine. Criticii au susținut mereu că orice urmă organică ar putea proveni din contaminare ulterioară: microbi, sol, manipularea pieselor în laborator sau alte surse din mediu.
Steve Taylor, profesor și coordonator al Grupului de Cercetare în Spectrometrie de Masă din cadrul Departamentului de Inginerie Electrică și Electronică al Universității din Liverpool, este categoric.
„Această cercetare arată dincolo de orice îndoială că biomoleculele organice, precum proteinele de tipul colagenului, par să fie prezente în unele fosile.”
PublicitateSteve Taylor, Universitatea din Liverpool
„Rezultatele noastre au implicații de amploare. În primul rând, ele resping ipoteza conform căreia orice substanță organică găsită în fosile trebuie să fie rezultatul contaminării.”
Steve Taylor
Hidroxiprolina, dovada chimică pentru colagen de dinozaur
Confirmarea a venit din combinarea mai multor laboratoare și tehnici. Cercetătorii de la UCLA au folosit spectrometria de masă în tandem pentru a detecta și a cuantifica, pentru prima dată, hidroxiprolina, un aminoacid care, atunci când este găsit în os, este specific colagenului. Hidroxiprolina se formează prin modificarea prolinei după sinteza proteinei și apare rar în afara colagenului, ceea ce o face un marker chimic solid.
În paralel, Grupul de Cercetare în Spectrometrie de Masă din Liverpool a realizat secvențierea proteinelor, specialiștii de la Materials Innovation Factory au făcut analize suplimentare de confirmare, iar Centrul pentru Cercetare a Proteomului al aceleiași universități a identificat fragmente de colagen alfa-1, forma dominantă a colagenului din țesutul osos.
Un secol de imagini de microscop, gata de reevaluat
Cea mai practică dintre consecințe are legătură cu arhivele. Microscopia în lumină polarizată încrucișată folosește filtre speciale pentru a scoate în evidență structuri greu de văzut cu microscopia obișnuită, iar paleontologii au acumulat astfel de imagini de os fosil de aproximativ un secol.
„În al doilea rând, sugerează că imaginile de microscopie în lumină polarizată încrucișată ale oaselor fosile, colectate de un secol, ar trebui revizitate. Aceste imagini ar putea dezvălui zone intacte de colagen osos, oferind potențial o colecție deja pregătită de fosile candidate pentru analize suplimentare de proteine. Asta ar putea deschide noi perspective asupra dinozaurilor, de exemplu dezvăluind legături între specii de dinozauri care rămân necunoscute.”
Steve Taylor
Publicitate
Cu alte cuvinte, în loc să caute la întâmplare fosile promițătoare, cercetătorii ar putea răsfoi arhive existente și ar putea identifica exemplarele care merită trimise la analiza proteomică. Ar fi o scurtătură importantă pentru paleoproteomică, domeniul care încearcă să reconstituie relații evolutive pe baza secvențelor de proteine, acolo unde anatomia fosilă nu oferă răspunsuri clare.
Misterul care rămâne deschis
Descoperirea creează, în același timp, o problemă teoretică serioasă. Proteinele se degradează în timp, iar estimările clasice sugerează că, la temperaturi obișnuite, colagenul nu ar trebui să supraviețuiască mai mult de câteva sute de mii sau, cel mult, câteva milioane de ani. Cele mai vechi secvențe de colagen confirmate anterior proveneau dintr-o cămilă fosilă din arhipelagul arctic canadian, de aproximativ 3,4 milioane de ani, iar cel mai vechi ADN recuperat până acum nu depășește ordinul a două milioane de ani.
„În sfârșit, concluziile aduc lămuriri asupra misterului fascinant al modului în care aceste proteine au reușit să persiste în fosile atât de mult timp.”
Steve Taylor
Dezbaterea a început în anii 1990 și s-a intensificat după studiile care raportau țesuturi moi și colagen într-un femur de Tyrannosaurus rex, contestate ulterior de cercetători care puneau descoperirile pe seama biofilmelor bacteriene. Noul rezultat nu explică mecanismul de conservare, dar mută discuția de la „dacă” la „cum”, iar asta deschide accesul la un tip de informație biologică pe care paleontologia o considerase pierdută definitiv în procesul de fosilizare.
Dacă te pasionează subiectul, am scris și despre tipul rar de meteorit care a dus la dispariția dinozaurilor, despre un dinozaur necunoscut de 125 de milioane de ani descoperit în China și despre reconstituirea prădătorului cu fălci uriașe care vâna dinozauri.
Surse: studiul publicat în Analytical Chemistry (DOI 10.1021/acs.analchem.4c03115) și comunicatul Universității din Liverpool preluat de ScienceDaily.
