Zbadano białko tyranozaurów z kości liczących 68 mln lat
Paweł Szablewski | 2007-04-26
W nauce żadne ograniczenia nigdy nie są pewne. Tym razem udało się zbadać białko dinozaura - tyranozaura (Tyrannosaurus rex) sprzed 68 mln lat. Do tej pory zakładano, że żadne białka nie mogą przetrwać dłużej jak jeden milion lat.
Białko pozyskano z kości wydobytych w piaskowcach formacji Hell Creek, wschodnia Montana (USA). Odkrycia dokonano w 2003 roku. W odkrywce dobrze zachowała się czaszka, kości udowe i piszczelowe, kilka kręgów i wiele drobniejszych fragmentów. Prace nad wydobyciem szkieletu prowadził zespół dr Mary Highby Schweitzer z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej.
Niedostępność miejsca wymagała użycia do transportu helikoptera. Niestety kość udowa była zbyt duża i nie mieściła się do maszyny, należało ja przepołowić. Ponieważ kości nie były niczym zanieczyszczone z ich wnętrza pobrano próby do dalszej analizy. Okazało się, że w środku znajduje się coś, co można porównać do pozostałości po miękkich tkankach. O czym poinformowano w 2005 roku. Wcześniej nikt nie próbował zajrzeć do wnętrza kości dinozaurów, są to znaleziska zbyt cenne i zbyt rzadkie aby pozwolić na ich niszczenie.
Kości zbudowane są z struktur mineralnych nadających im sztywność i tkanek miękkich dbających o ich dobry stan i elastyczność. Związki mineralne można z takiej kości łatwo wypłukać, mocząc ją w różnych kwasach. W Polsce często się spotykamy taką praktyką w kuchni, podając ryby z octu. Wszystkie trudne do usunięcia drobne ości ulegają zmiękczeniu. Ale w taki sposób można postąpić z każdą kością, kurczaka, czy z wołowiny trzymając ja odpowiednio dłużej lub mocniejszych roztworach. Po takim procederze z kości zastają tkanki miękkie głównie kolagen - elastyczne białko, powodujące, że zaczyna się ona zachowywać jak guma.
Podobnym procederom poddano popękane kości dinozaura, wypłukując z nich związki wapnia i fosforu. Ponieważ liczyły one kilkadziesiąt milionów lat i jak zakładano wszystkie białka uległy już degradacji, powinny rozpuścić się w całości, bez śladu. Po dokładnym przejrzeniu roztworu stwierdzono jednak, że pływają w nim bardzo drobne elastyczne fragmenty. Bliższe analizy pozwoliły je sklasyfikować jako białko kolagenu i coś, co wyglądało jak szczątki komórek naczyń krwionośnych.
W dalszych badaniach, przy użyciu enzymu trypsyny, kolagen rozbito na drobniejsze części – peptydy, o długości 10-20 aminokwasów. Następnie przepuszczono je przez chromatograf cieczowy, pozwalający porozdzielać je od siebie. Uzyskane frakcje były już wystarczająco oczyszczone, aby można wykorzystać spektrometr masowy do określeni ich dokładnej budowy aminokwasowej. Udało się tego dokonać dla 7 peptydów. Całe badania przeprowadzono w Beth Israel Deaconess Medical School i HMS pod kierunkiem John Asara. Podobne badania Asara wcześniej przeprowadzono na liczących 300 tysięcy lat kościach mastodonta (gatunek pradawnego słonia z Ameryki Północnej). W tym przypadku udało się określić budowę 78 peptydów.
Uzyskane wyniki z tyranozaura porównano z bazami danych, zawierających informacje o budowie kolagenu u innych zwierząt. Białko tyranozaura okazało się w 51 % takie samo jak u traszek i żab oraz w 50 % takie same jak kolagen alfa I u kur. Natomiast nie udało się znaleźć podobieństw do białka krokodyla czy aligatora. Niezależne badania prowadzone przez zespół dr Schweitzer wykazały reakcje uzyskanych fragmentów z kości z przeciwciałami kurzymi, co wskazuje na występowanie w nich białek tych zwierząt. Ta sama grupa wykazała, że badana kość jest wielce podobna do wytwarzanej przez ptaki przed złożeniem jaj. Budując taką cienką, dodatkową warstwę, bogatą w wapń zabezpieczają się przed odwapnieniem w okresie lęgowym. Wskazywałoby to, iż badany tyranozaur był samicą szykującą się do okresu lęgowego.
Pozwala to potwierdzić bliski związek dinozaurów z ptakami, natomiast nikłość materiału wcale nie wyklucza większego pokrewieństwa dinozaurów z krokodylami czy aligatorami.
Określenie budowy białek dinozaura nadal rodzi wiele kontrowersji. Przetrwanie resztek białek przez miliony lat wielu naukowcom wydaje się mało prawdopodobne. Przy tak drobnych fragmentach zawsze istnieje niebezpieczeństwo, że badane próby są pozostałościami zanieczyszczeń białkiem innych lub współcześnie żyjących zwierząt, a nie dinozaurów.
Wydaję się, że na przechowanie tych miękkich szczątek mogło wpłynąć miejsce znaleziska. Piaskowiec, z którego wydobyto kości jest pozostałością piasku, a więc podłoża dobrze przepuszczalnego. Pozwoliło to odparować tkanką prowadząc do ich mumifikacji. Przy większej ilości wilgoci rozpad następuje szybciej i lepiej też rozwijają się mikroorganizmy rozkładające białka martwych zwierząt.
Pozostałości tkanek miękkich mogą się znajdować w dużo większej licznie skamieniałości niż nam się wydaje. W zeszłym roku zespół kierowany przez Marii McNamary z Dublińskiego University College wydobył w Hiszpanii szczątki kopalnych żab i salamander. Ich skamieniałe szczątki datuje się na 10 mln lat. W środku niektóry z nich dopatrzono się pozostałości tkanki miękkiej szpiku. Zachowała nawet swój oryginalny żółto-czerwony kolor.
Źródła:
- eurekalert.org, 2007.04.12, Protein fragments sequenced in 68 million-year-old Tyrannosaurus rex,
- nationalgeographic.com, 2007.04.12, Dinosaur Soft Tissue Sequenced; Similar to Chicken Proteins,
- nationalgeographic.com, 2005.05.24, T. Rex Soft Tissue Found Preserved,
Komentarze
R | 2007-04-26 00:00:00
Polecam na ten temat:
Science 13 April 2007; Vol. 316. no. 5822, pp. 280 - 285
R | 2007-04-26 00:00:00
I jeszcze (bo się mnie palec omsknął):
Science 13 April 2007; Vol. 316. no. 5822, pp. 277 - 280