Évtizedes paleontológiai dogmát döntött meg egy hatvanhatmillió éves dinoszauruszcsontból kimutatott eredeti kollagénfehérje. A Liverpooli Egyetem kutatói egy Edmontosaurus ősmaradványában azonosítottak szerves molekulákat, bebizonyítva az eredeti fehérjék fennmaradását. A felfedezés gyökeresen átírja a fosszilizációról alkotott elképzeléseket, hiszen a szakértők korábban úgy vélték, a megkövülés folyamata során minden szerves anyag törvényszerűen megsemmisül.
A vizsgálat tárgya egy 22 kilogrammos Edmontosaurus-sacrum, azaz a kacsacsőrű dinoszaurusz medencéjéhez kapcsolódó keresztcsontja volt. A lelet a dél-dakotai Hell Creek Formációból származik, amely a kréta kor legvégének élővilágát őrizte meg az utókornak. A Liverpooli Egyetem gyűjteményében őrzött, szokatlanul jó állapotú fosszília elemzéséhez a legmodernebb analitikai kémiai módszereket hívták segítségül a szakemberek.
A Hell Creek-i Edmontosaurus és a tömegspektrometria
A kutatócsoport tömegspektrometriás eljárásokkal és fehérjeszekvenálással vizsgálta a csontszövetet. A tömegspektrometria lehetővé teszi a molekulák pontos azonosítását tömegük és kémiai tulajdonságaik alapján. A mérések során a kollagénre – a csontok elsődleges szerkezeti fehérjéjére – jellemző molekuláris ujjlenyomatokat kerestek.
A Kaliforniai Egyetem (UCLA) társkutatói tandem tömegspektrometriával azonosították és első alkalommal kvantitatívan is kimérték a hidroxi-prolin nevű aminosavat. A hidroxi-prolin a kollagén specifikus építőeleme a csontszövetben, jelenléte így közvetlen kémiai bizonyítékként szolgál a lebomlott eredeti fehérje jelenlétére. A Liverpooli Egyetem Proteomikai Kutatóközpontja emellett az alfa-1 kollagénlánc fragmentumait is azonosította.
A szennyeződés teóriájának cáfolata
A paleontológiában évtizedek óta húzódó szakmai vita folyt arról, hogy a kövületekben kimutatott szerves nyomok valóban a dinoszauruszokból származnak-e. A szkeptikus álláspont szerint a korábbi vizsgálatok során talált aminosavak kizárólag külső szennyeződésből – talajbaktériumokból, mikroorganizmusokból vagy a feltárás során történő emberi érintkezésből – kerülhettek a mintákba.
Steve Taylor professzor, a Liverpooli Egyetem tömegspektrometriai kutatócsoportjának vezetője hangsúlyozta, hogy az új eredmények kétséget kizáróan igazolják a biomolekulák jelenlétét az ősmaradványban. A szekvenált aminosav-sorozatok ráadásul pontosan megegyeztek a korábban más hadroszaurusz- és Tyrannosaurus rex mintákból kimutatott peptidekkel. Ez a struktúra kizárja a modern baktériumok általi fertőzöttséget, mivel a kimutatott peptidmintázat kifejezetten a gerincesek csontkollagénjére jellemző.
Évszázados mikroszkópos archívumok újratöltve
A kutatás másik kulcseleme a polarizációs fénymikroszkópia alkalmazása volt. Ez a módszer a szűrt fény segítségével teszi láthatóvá azokat a finom szerkezeteket, amelyek a hagyományos mikroszkópok alatt rejtve maradnak. A mérések során a csont szilárd ásványi anyaga és a megmaradt kollagénrostok által alkotott kőzetrészleteken kettős fénytörést figyeltek meg.
Ez a felismerés teljesen új távlatokat nyit a meglévő múzeumi gyűjtemények vizsgálatában. A paleontológusok már több mint száz éve gyűjtenek polarizációs mikroszkópos felvételeket fosszilis csontokról. Ha ezeken a régi képeken azonosítani tudják az épségben maradt kollagénfoltokat, a kutatók előtt egy kész archívum nyílik meg, amely elvezethet a legígéretesebb, fehérjeelemzésre alkalmas leletekhez.
A molekuláris paleontológia jövője
A fehérjék megőrződése komoly rejtély elé állítja a kémikusokat és a biológusokat. A klasszikus lebomlási modellek szerint a fehérjeláncoknak néhány százezer év alatt teljesen szét kellene hullaniuk, még ideális körülmények között is. A 66 millió éves Edmontosaurus csontjában talált kollagéntöredékek arra kényszerítik a tudósokat, hogy újragondolják a biomolekulák tartós fennmaradásának fizikai és kémiai mechanizmusait.
A molekuláris adatok segítségével olyan evolúciós kapcsolatok is feltárhatók, amelyeket a tiszta csontanatómiai összehasonlítás nem képes tisztázni. A kihalt fajok közötti rokonsági viszonyok pontosabb feltérképezése így nem csupán a csontok alakján, hanem közvetlen fehérjeszekvenciákon alapulhat. A felfedezés felülírja a megkövülési folyamatokról alkotott eddigi dogmákat, és utat nyit a dinoszauruszok biológiai sajátosságainak mélyebb megértéséhez.
Források:
- ScienceDaily – Paleontology rocked by organic molecules found in 66-million-year-old dinosaur bones
- Analytical Chemistry – Evidence for Endogenous Collagen in Edmontosaurus Fossil Bone
- University of Liverpool News – Discovery of collagen in fossil bone
- ScienceAlert – Proteins in Fossil From Actual Dinosaur
