Вызвавшее множество споров среди ученых открытие мягких тканей в остатках динозавра возрастом 68 млн лет наконец-то получило научное объяснение. Природным консервантом, «заморозившим» соединительные ткани тираннозавра, оказались соединения железа.
Плоть тираннозавра?
Молекулярный палеонтолог университета Северной Каролины Мэри Швейцер впервые заинтересовалась возможностью сохранения древнейших органических материалов (в том числе и ДНК) в 2005 году. Тогда она и ее коллеги сделали казалось бы невозможную находку – в окаменевшей конечности подростка-тираннозавра из Монтаны они обнаружили мягкие ткани. «То, что мы увидели, было очень необычным, потому что оно было все еще мягким и по-прежнему гибким», – вспоминает Швейцер.
Находка была с трудом воспринята ученым сообществом, поскольку палеонтологи пребывали в твердой уверенности – любые белки, входящие в состав мягких тканей, должны разложиться менее чем за миллион лет даже в самых прекрасных условиях. Благодаря деятельности микробов этот процесс обычно занимает всего несколько недель. Так что «мягкие ткани динозавра» на самом деле представляют собой что-то еще, например, бактериальную пленку, сформированную проникшими внутрь породы современными микроорганизмами, заявили критики.
Чтобы доказать свою точку зрения, в 2007 году Швейцер проанализировала химический состав тираннозавровых белков. Как оказалось, это действительно были белки-коллагены из мягких тканей динозавров, причем коллаген тирексов напоминал аналогичный белок современных птиц, что в общем логично, поскольку птицы произошли от динозавров-теропод.
Внимательно изучив еще несколько окаменелостей динозавров, Швейцер обнаружила мягкие ткани примерно в половине образцов, датируемых, в том числе, и юрским периодом, который длился с 199 до 145 млн лет назад. «Проблема в том, что 300 лет мы были уверенны: «Ну, вся органика давно исчезла, так зачем нам искать здесь то, чего заведомо не может здесь быть?» Вот никто и не искал», – прокомментировала свои открытия палеонтолог.
Однако вопрос о том, как вообще мягкие ткани могли сохраняться на протяжении миллионов лет, требовал ответа. В своей новой статье американская исследовательница сообщает о том, что ей удалось его найти. Секретным ингредиентом оказалось… железо.
Железная леди
Железо содержится в организме человека и животных в довольно большом количестве. Оно входит в состав белка гемоглобина, ответственного за перенос кислорода из легких к тканям. Молекулы гемоглобина размещаются на мембранах кровяных клеток-эритроцитов, и, легко окисляясь в легких, так же легко отдают кислород, проходя по организму. Поскольку железо обладает высокой реакционной способностью, организм хранит его «крепко запертым» в органических молекулах, чтобы, вырвавшись на свободу, оно не учинило хаос и безобразия.
После смерти организма железо освобождается из этого плена, образуя наночастицы и способствуя появлению свободных радикалов. «Свободные радикалы «связывают в узлы» белки и клеточные мембраны, действуя аналогично формальдегиду», – выяснила Швейцер. А как известно, формальдегид консервирует органические ткани, предотвращая их гниение и разложение. В прошлом это его свойство даже использовали для создания биологических препаратов, но из-за сильной ядовитости формальдегида от него постепенно отказались.
Как оказалось, сохранившиеся до наших дней мягкие ткани Tyrannosaurus rex и Brachylophosaurus canadensis тесно связаны с наночастицами железа. Чтобы подтвердить свою гипотезу о том, что именно железо выступает многомиллионолетним консервантом, Швейцер поставила специальный эксперимент. Она изготовила из эритроцитов жидкость, насыщенную железом, и пропитала ей кровеносный сосуд страуса. Контрольный сосуд был пропитан простой водой. Спустя несколько дней вместо него в пробирке оказалась отвратительная гниющая масса, а пропитанный эритроцитами сосуд сохраняет свежесть при комнатной температуре уже более двух лет.
На поиски мягких тканей
Итак, богатая железом кровь динозавров в сочетании с благоприятными для захоронения условиями действительно может сохранить мягкие ткани на протяжении миллионов лет. Образцы, с которыми работает Швейцер, в том числе кожа, демонстрируют великолепную сохранность. Ископаемые кости не повреждены и не разрознены, что указывает на то, что они были захоронены довольно быстро. Песчаник, в который они заключены, достаточно пористый и мог впитать ферменты, повреждающие кости.
Будущим летом Швейцер намерена отправиться на поиски новых мягких тканей. «Я хотела бы найти такого большого тираннозавра, который сохранился бы полностью», – заявила она. Чтобы сохранить биохимию мягких тканей, образцы не должны быть пропитаны клеем или консервантами, как это происходит с большинством ископаемых костей, пояснила она. И они должны быть исследованы быстро, поскольку при контакте с воздухом мягкие ткани могут испортиться.
Швейцер уже разработала методику удаления железа из древних тканей, что позволяет ей исследовать мезозойские белки. Она даже провела успешный тест на ДНК, хотя и оговорилась, что пока не может доказать действительного присутствия ДНК в своем ископаемом материале. Впрочем, даже если ДНК в образцах будут найдены, придется отдельно доказывать, что они именно ископаемые, а не результат случайного загрязнения современным биоматериалом.
Методика очистки ископаемых мягких тканей от железа выглядит очень перспективно, отмечает NBC News. «После того, как мы сможем изучить химию этих тканей, у нас появится возможность задать древним организмам множество разных вопросов», – пообещала исследовательница.
Статья «A role for iron and oxygen chemistry in preserving soft tissues, cells and molecules from deep time» опубликована порталом Proceedings of the Royal Society
Doi: 10.1098/rspb.2013.2741
