Плохие новости, поклонники «Парка Юрского периода»: шансы ученых клонировать динозавра из древней ДНК практически равны нулю. Это потому, что ДНК со временем разрушается и недостаточно стабильна, чтобы оставаться неповрежденной в течение миллионов лет. И хотя белки, молекулы всех живых существ, которые определяют структуру нашего тела и помогают ему функционировать, более стабильны, даже они не смогут выжить в течение десятков или сотен миллионов лет. В новой статье, опубликованной в eLife, ученые отправились на поиски сохранившегося коллагена, белка в костях и коже, в окаменелостях динозавров. Они не нашли белок, но обнаружили огромные колонии современных бактерий, живущих внутри костей динозавров.
"Это открывает новые возможности - это первый раз, когда мы обнаружили это уникальное микробное сообщество в этих ископаемых костях, пока они погребены под землей", - говорит ведущий автор Эван Сайтта, научный сотрудник Полевого музея.. «И я бы сказал, что это еще один гвоздь в крышку гроба в идее сохранения неповрежденными белков динозавров».
Саитта начал исследовать органические молекулы в окаменелостях в рамках своей докторской диссертации в Бристольском университете. «Моя докторская работа была сосредоточена на том, как окаменевают мягкие ткани и как эти материалы разрушаются. Некоторые молекулы могут выжить в летописи окаменелостей, но я подозреваю, что белки не могут; они нестабильны в таких временных масштабах в условиях окаменения», - объясняет Сайтта..
Однако некоторые палеонтологи сообщают об обнаружении костей динозавров, которые содержат исключительно сохранившиеся следы белка коллагена, наряду с мягкими тканями, такими как кровь и костные клетки. «Интерес к этим предполагаемым белкам динозавров резко возрос», - говорит Сайтта. Поэтому он решил попытаться независимо проверить наличие коллагена в окаменелостях динозавров.
Саитта приложил все усилия, чтобы собрать окаменелости динозавров в как можно более стерильных условиях, чтобы новые белки или бактерии не попали в окаменелости и не исказили результаты. Он взял кирку, пилу, паяльную лампу, этанол и отбеливатель и отправился в Провинциальный парк динозавров в Альберте, Канада.
"Есть один слой, где кости практически больше, чем камня, просто смехотворно, насколько сконцентрированы кости", - говорит Сайтта. Место с большим количеством костей было ключевым, потому что медленные извилистые раскопки открывали окаменелости для большего количества шансов быть загрязненными поверхностным миром.«Чтобы собрать эти кости очень контролируемым и стерильным способом, вам нужно раскопать тонну кости, потому что вы должны быстро найти кость, обнажить один конец, чтобы узнать, что это такое, а затем асептически собрать неоткрытый кусок. кости и окружающего камня, все в одном». Сайтта собрал окаменелости центрозавра возрастом 75 миллионов лет, меньшего родственника трицератопса, а затем отнес кости в различные лаборатории для изучения их органического состава.
Саитта и его коллеги сравнили биохимический состав окаменелостей центрозавра с современными куриными костями, отложениями из места окаменелостей в Альберте и тысячелетними акульими зубами, выброшенными на берег родного города Сайтты. Пляж Понте-Ведра, Флорида. «Мы посетили несколько лабораторий, и различные методы дали нам согласованные и легко интерпретируемые результаты, предполагающие, что асептический сбор был достаточным», - говорит Сайтта. Они обнаружили, что окаменелости центрозавра, по-видимому, не содержат белков коллагена, присутствующих в свежих костях, или гораздо более молодых акульих зубах. Но они нашли еще кое-что: «Мы видим множество свидетельств недавних микробов», - объясняет Сайтта. «В этих костях явно есть что-то органическое». И поскольку лабораторные исследования показывают, что меры Сайтты по защите от загрязнения сработали, эти органические материалы, должно быть, попали туда естественным путем.
«Мы обнаружили нерадиоуглеродный мёртвый органический углерод, свежие аминокислоты и ДНК в кости - это указывает на то, что кость приютила современное микробное сообщество и стала убежищем», - говорит Сайтта. Он считает, как и другие ранее предполагали, что современные микробы и их выделения, называемые биопленками, вероятно, являются тем, что другие исследователи видели в окаменелостях и описывали как мягкие ткани динозавров. «Я подозреваю, что если бы мы начали проводить такой анализ с другими образцами, это начало бы объяснять некоторые из так называемых открытий мягких тканей динозавров», - говорит он.
Удивительно, но современные микробы, присутствующие в костях динозавров, не совсем такие же заурядные бактерии, живущие в окружающих породах.«Это очень необычное сообщество, - говорит Сайтта. «Тридцать процентов последовательностей связаны с Euzebya, о которой сообщают только из таких мест, как этрусские гробницы и кожура морских огурцов, насколько мне известно».
Саитта и его коллеги не уверены, почему именно эти микробы живут в костях динозавров, но он не шокирован тем, что бактерии притягиваются к окаменелостям. «Ископаемые кости содержат фосфор и железо, и микробы нуждаются в них в качестве питательных веществ. А кости пористые - они впитывают влагу. Если бы вы были бактерией, живущей в земле, вы, вероятно, хотели бы жить в кости динозавра», - сказал он. говорит. «Эти бактерии явно хорошо проводят время в этих костях».
Открытие может помочь развитию развивающейся области молекулярной палеонтологии, говорит Сайтта. «Это один из новых рубежей современной палеонтологии. Мы начинаем искать окаменелости совсем другого рода. Мы не просто ищем кости и зубы в надежде найти новые виды, мы занимаемся молекулярной охотой за окаменелостями - открывает совершенно новую линию доказательств для изучения жизни в прошлом. Молекулярные окаменелости могут рассказать нам то, что мы никогда не думали, что сможем исследовать. Важно отличать современное от древнего».
Это исследование было подготовлено авторами из Полевого музея, Принстонского университета, Китайской академии наук, Королевского музея Тирелла, Университета Бата, Фонда научного развития, возрождения и восстановления, Университета Джона Хопкинса, Американский музей естественной истории, Ньюкаслский университет, Йоркский университет и Бристольский университет.