Проблема сохранения органических материалов в окаменелостях, возраст которых исчисляется сотнями миллионов лет, вновь встала перед палеонтологами в полный рост. Сразу две команды исследователей практически одновременно сообщили о выделении природных белков из костей динозавров.
Самым потрясающим является возраст исследованных образцов. Если ученые нигде не допустили методологической ошибки, то молекулы белков вполне могут сохраняться в ископаемом состоянии как минимум с юрского периода. Это открывает обширные перспективы в области эволюционной палеонтологии и выводит ее в разряд молекулярных наук. Примерно такую же революцию ранее уже пережила антропология, получив в свой инструментарий методы ДНК-анализа >>
Темноокрашенные вкрапления гематита могут содержать сохранившиеся до наших дней фрагменты протеина динозавра, жившего в юрском периоде. Фото: Robert Reisz
Международная группа палеонтологов обнародовала результаты исследования костей травоядного динозавра Lufengosaurus, обитавшего в юрском периоде на территории современного юго-западного Китая. Применив к окаменелостям инфракрасную фурье-микроспектроскопию (SR-FTIR), ученые обнаружили в спектрах поглощения полосы, соответствующие показателям коллагена современных животных, а также амидов A, B, I, II и III.
Также были найдены частицы минерала гематита (α-Fe2O3), по мнению исследователей, образовавшиеся из гемоглобина и других богатых железом компонентов крови динозавра. Именно они, вероятно, сыграли решающую роль в сохранении белков. Надо отметить, что и коллаген, и амиды, и зерна гематита были найдены внутри сосудистых каналов ребер, по которым при жизни животного проходили кровеносные сосуды и нервы.
«Мы и в самом деле видим сохранившиеся исходные материалы, из которых состоял живой организм, а не просто отпечатки мягких тканей, – заявил соавтор работы, палеонтолог канадского университета Торонто Миссиссауга Роберт Рейс (Robert Reisz). – Надеюсь, что мы сможем узнать куда больше о биологии этих животных, и чем больше мы знаем об их мягких тканях, тем больше мы будем знать и о них в целом».
То, что микроскопические остатки белков оказались способны сохраниться на протяжении почти 200 миллионов лет, показывает, что ученым предстоит узнать еще многое о том, как образуются окаменелости и сохраняются собственно ископаемые материалы. Кроме того, этот факт явно подтверждает все прежние находки динозавровых белков, возрастом всего лишь около 80 млн лет, в которые научное сообщество долгое время категорически отказывалось поверить.
«Это открытие говорит нам, что да, мы на самом деле, вероятно, можем сохранить мягкие микроскопические белки внутри костей динозавров на десятки или сотни миллионов лет. Это звучит слишком хорошо для того, чтобы быть правдой, но команда исследователей использовала все имеющиеся в их распоряжении методы, чтобы проверить свое открытие, и оно, кажется, способно выдержать любую критику», – прокомментировал публикацию не принимавший участия в исследовании палеонтолог Стивен Брюссат (Stephen Brusatte) из Эдинбургского университета.
Однако почивать на лаврах и пожинать приятные плоды своих трудов исследователям костей луфенгозавра пришлось недолго. Первая если не критика, то призыв к осторожности прозвучал, откуда не ждали – от доктора Мэри Швейцер (Mary Schweitzer), прославленного первооткрывателя кровяных клеток и мягких тканей динозавров из университета Северной Каролины.
Методика SR-FTIR действительно эффективна для обнаружения амидных химических связей, которые соединяют последовательные аминокислоты в белках, говорит доктор Швейцер, однако она не в состоянии определить, какой именно белок или белковая последовательность обнаружены. Кроме того, данные, полученные этим методом, очень уязвимы к загрязнению амидами из других соединений, например, из эпоксидной смолы, применяемой в изготовлении стекол микроскопа.
«Синхротронные данные очень мощны, но и ограничены, – заявила Швейцер. – Я бы хотела видеть дальнейшие доказательства, например, реакцию найденного ископаемого коллагена со специфичными антителами».
У нее действительно есть право на подобный скепсис – только что исследовательница вместе со своей сотрудницей Еленой Шретер (Elena Schroeter) опубликовали в Journal of Proteome Research данные исследования, повторяющего эпохальную работу Швейцер 2009 года – ту самую, впервые в истории обнаружившую органические белки в костях динозавра Brachylophosaurus canadensis возрастом 80 млн лет. На сей раз методика тестирования была доработана так, что у критиков не осталось аргументов, и факт присутствия в меловых костях исходных органических соединений не признать уже просто невозможно.
«Теперь я полностью убежден в их аутентичности, вне всякого сомнения, эти доказательства являются подлинными», – заявил бывший критик Швейцер, эксперт по древним белкам Энрико Капеллини (Enrico Cappellini) из университета Копенгагена.
Особенную важность работам по ископаемой органике придает то обстоятельство, что некоторые древние белки можно использовать для оценки степени родства различных групп древних животных. Таким образом становится возможно уточнять эволюционные связи и взаимоотношения существ, которых никто из людей никогда не видел и никогда не увидит. «Дверь теперь открыта», – заявила доктор Швейцер.
Статья Evidence of preserved collagen in an Early Jurassic sauropodomorph dinosaur revealed by synchrotron FTIR microspectroscopy опубликована в журнале Nature Communikation
Doi: 10.1038/ncomms14220
