Новое исследование, проведенное Университетом штата Северная Каролина, Китайской академией наук и Университетом Линьи, обнаружило доказательства сохранения первоначального кератина и меланосом в образце Eoconfuciusornis возрастом 130 миллионов лет. Работа расширяет временные рамки, в течение которых исходные молекулы могут сохраняться, и демонстрирует способность различать древние микроструктуры в окаменелостях.
Eoconfuciusornis, примитивные птицы размером с ворону, которые жили на территории современного Китая около 130 миллионов лет назад, являются самыми ранними птицами с ороговевшим клювом и отсутствием зубов, как у современных птиц. Предыдущие исследования утверждали, что в перьях этих и других древних птиц и динозавров сохранились небольшие круглые структуры, интерпретируемые как меланосомы - органеллы, содержащие пигмент, которые, наряду с другими пигментами, придают перьям их цвет. Однако без дополнительных доказательств невозможно было доказать, что эти структуры не были просто микробами, покрывавшими перо во время разложения и окаменения.
Яньхун Пан, младший научный сотрудник Китайской академии наук и автор-корреспондент статьи, описывающей исследование, и соавтор Мэри Швейцер, профессор биологии штата Северная Каролина, работающая по совместительству в Музее естественных наук Северной Каролины, изучили перья экземпляра Eoconfuciusornis, взятого из биоты Джехоль на севере Китая, которая славится отличной сохранностью окаменелостей.
«Если эти маленькие тельца являются меланосомами, они должны быть встроены в ороговевший матрикс, поскольку перья содержат бета-кератин», - говорит Швейцер.«Если бы мы не смогли найти кератин, то эти структуры вполне могли бы быть микробами или смесью микробов и меланосом - в любом случае предсказания затенения динозавров были бы неточными».
Пан, Швейцер и их команда использовали как сканирующую, так и просвечивающую электронную микроскопию, чтобы получить микроскопические детали поверхности пера и его внутренней структуры. Они также использовали иммунозолотую маркировку, при которой частицы золота прикрепляются к антителам, которые связываются с определенными белками, чтобы сделать их видимыми в электронной микроскопии, чтобы показать, что нити в перьях были кератином.
Наконец, они сопоставили медь и серу с этими перьями с высоким разрешением. Сера была широко распространена, что отражает ее присутствие как в молекулах кератина, так и в молекулах меланина в современных перьях. Однако медь, которая содержится только в современных меланосомах, а не в составе кератина, наблюдалась только в ископаемых меланосомах. Эти данные подтверждают идентичность меланосом и указывают на то, что во время разложения и окаменения не происходило смешивания или выщелачивания.
«Это исследование является первым, демонстрирующим доказательства как кератина, так и меланосом с использованием структурных, химических и молекулярных методов», - говорит Пан. «Эти методы могут помочь нам понять - на молекулярном уровне - как и почему перья эволюционировали в этих линиях».