Βρέθηκαν ίχνη αίματος σε απολίθωμα δεινοσαύρου 115 εκατομμυρίων ετών!

Σύνοψη

• Εντοπίστηκαν δομές που ταυτίζονται μορφολογικά και χημικά με ερυθρά αιμοσφαίρια και ίνες κολλαγόνου σε δείγματα οστών δεινοσαύρου της Πρώιμης Κρητιδικής περιόδου.
• Η διατήρηση των οργανικών στοιχείων αποδίδεται στη δράση του σιδήρου, ο οποίος λειτούργησε ως φυσικό συντηρητικό αναστέλλοντας τη διαδικασία της βακτηριακής αποσύνθεσης.
• Οι επιστήμονες αξιοποίησαν τεχνολογίες αιχμής, όπως η φασματομετρία μάζας και η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης, αποφεύγοντας τις παραδοσιακές και συχνά καταστροφικές μεθόδους αφαλάτωσης των οστών.
• Η μελέτη δεν υποδεικνύει την ύπαρξη βιώσιμου DNA για διαδικασίες κλωνοποίησης, αλλά ανοίγει τον δρόμο για την κατανόηση του μεταβολισμού και της θερμορρύθμισης των δεινοσαύρων.

Η επιστημονική κοινότητα βρίσκεται μπροστά σε μια από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις στον τομέα της μοριακής παλαιοντολογίας, καθώς μια νέα διεθνής μελέτη φέρνει στο φως αδιάσειστα στοιχεία για τη διατήρηση οργανικού υλικού στο εσωτερικό απολιθωμάτων ασύλληπτης αρχαιότητας. 

Ερευνητές από κορυφαία ακαδημαϊκά ιδρύματα, με τα αποτελέσματα των ερευνών τους να δημοσιεύονται στο έγκριτο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ανακοίνωσαν τον εντοπισμό δομών που παρουσιάζουν απόλυτη μορφολογική και χημική συνάφεια με ερυθρά αιμοσφαίρια και ίνες κολλαγόνου, προερχόμενες από ένα απολίθωμα δεινοσαύρου ηλικίας 115 εκατομμυρίων ετών.

Μέχρι πρότινος, η επικρατούσα επιστημονική αντίληψη υπαγόρευε ότι οι πρωτεΐνες και τα κυτταρικά υπολείμματα αδυνατούν να αντέξουν τη φθορά του χρόνου, καταρρέοντας δομικά μέσα σε διάστημα μερικών εκατομμυρίων ετών υπό την επίδραση της γεωλογικής πίεσης, της θερμοκρασίας και της μικροβιακής δραστηριότητας. Οι παλαιοντολόγοι θεωρούσαν σχεδόν αδύνατη την ανεύρεση μαλακών ιστών σε απολιθώματα της Μεσοζωικής εποχής, αντιμετωπίζοντας τις σποραδικές παλαιότερες αναφορές με έντονο σκεπτικισμό και αποδίδοντάς τις συχνά σε επιφανειακή μόλυνση των δειγμάτων από σύγχρονους μικροοργανισμούς. Η νέα έρευνα έρχεται να καταρρίψει αυτόν τον ισχυρισμό χρησιμοποιώντας ένα πρωτοφανές οπλοστάσιο αναλυτικών τεχνολογιών που αποκλείουν κατηγορηματικά το ενδεχόμενο της εξωτερικής μόλυνσης.

Για να επιτύχουν αυτή την ανατομία ακριβείας, οι επιστήμονες απέφυγαν τις παραδοσιακές χημικές μεθόδους, οι οποίες απαιτούν τη διάλυση των ανόργανων συστατικών του οστού με ισχυρά οξέα για την απελευθέρωση των οργανικών υπολειμμάτων. Αντιθέτως, επιστράτευσαν μια δέσμη τεχνολογιών αιχμής που επιτρέπουν την εξέταση των δειγμάτων in situ, δηλαδή στο ακριβές σημείο όπου απολιθώθηκαν. Αξιοποιώντας την τεχνική της τομής με εστιασμένη δέσμη ιόντων (Focused Ion Beam), κατόρθωσαν να δημιουργήσουν μικροσκοπικές, εξαιρετικά καθαρές επιφάνειες στο εσωτερικό των οστών, τις οποίες στη συνέχεια ανέλυσαν λεπτομερώς μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (SEM) και φασματομετρίας μάζας.

Τα αποτελέσματα αυτών των αναλύσεων αποκάλυψαν εντός των αγγειακών κοιλοτήτων του οστού μια σειρά από μικροσκοπικές, σφαιρικές και ελαφρώς κοίλες δομές. Η γεωμετρία τους θυμίζει έντονα τα ερυθρά αιμοσφαίρια των σύγχρονων πτηνών, τα οποία αποτελούν τους άμεσους απογόνους των θηριόποδων δεινοσαύρων. Παράλληλα, οι χημικές αναλύσεις υψηλής ανάλυσης έδειξαν την παρουσία αμινοξέων που ταυτίζονται με την πρωτεΐνη του κολλαγόνου, η οποία αποτελεί το βασικό δομικό συστατικό των συνδετικών ιστών, των χόνδρων και των οστών στα σπονδυλωτά ζώα.

Ο μηχανισμός πίσω από αυτή την απρόσμενη συντήρηση φαίνεται πως κρύβεται στις αντιοξειδωτικές ιδιότητες του ίδιου του οργανισμού και στις ιδιαίτερες γεωχημικές συνθήκες που επικράτησαν αμέσως μετά τον θάνατο του ζώου. Οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι ο σίδηρος, ο οποίος απελευθερώνεται από τη διάσπαση της αιμοσφαιρίνης στα κύτταρα του αίματος, αντέδρασε με τις πρωτεΐνες των γύρω ιστών δημιουργώντας ισχυρούς χημικούς δεσμούς. Αυτοί οι δεσμοί σταθεροποίησαν τη μοριακή δομή των πρωτεϊνών, καθιστώντας τες εξαιρετικά ανθεκτικές στα ένζυμα που εκκρίνουν τα βακτήρια της αποσύνθεσης, λειτουργώντας ουσιαστικά ως ένα φυσικό μέσο ταρίχευσης σε μοριακό επίπεδο.

Παρά τον αναπόφευκτο συνειρμό με τα έργα επιστημονικής φαντασίας, οι ερευνητές σπεύδουν να διευκρινίσουν ότι η παρουσία αυτών των κυτταρικών δομών δεν συνεπάγεται σε καμία περίπτωση την ανεύρεση λειτουργικού γενετικού υλικού. Το μόριο του DNA είναι εξαιρετικά ασταθές και ο χρόνος ημιζωής του κυμαίνεται σε λίγες χιλιάδες χρόνια, καθιστώντας αδύνατη την επιβίωση του για περισσότερο από έναν αιώνα εκατομμυρίων ετών, ακόμη και κάτω από τις ιδανικότερες συνθήκες συντήρησης. Ο στόχος της συγκεκριμένης ερευνητικής προσπάθειας δεν εντοπίζεται στην αναβίωση εξαφανισμένων ειδών, αλλά στην εις βάθος κατανόηση της βιολογικής τους λειτουργίας και της εξελικτικής τους πορείας.

Η δυνατότητα άμεσης μελέτης του κυτταρικού μεγέθους και του κολλαγόνου προσφέρει ανεκτίμητα δεδομένα για τον προσδιορισμό του μεταβολικού ρυθμού των δεινοσαύρων, ένα από τα πιο αμφιλεγόμενα ζητήματα στην παλαιοντολογία. Το μέγεθος των ερυθρών αιμοσφαιρίων συσχετίζεται άμεσα με τον ρυθμό πρόσληψης και μεταφοράς οξυγόνου, παρέχοντας χειροπιαστές αποδείξεις για το εάν ένα είδος ήταν θερμόαιμο, ψυχρόαιμο ή κάτι ενδιάμεσο. Ακόμη, η ανάλυση των δομικών χαρακτηριστικών του κολλαγόνου επιτρέπει την ακριβέστερη τοποθέτηση των διαφορετικών ειδών στο εξελικτικό δέντρο, λύνοντας πιθανώς διαφωνίες δεκαετιών σχετικά με τη συγγένεια συγκεκριμένων ομάδων δεινοσαύρων μεταξύ τους αλλά και με τα σημερινά πτηνά.

Το εντυπωσιακότερο στοιχείο αυτής της ανακάλυψης έγκειται ίσως στο γεγονός ότι το επίμαχο απολίθωμα δεν προέρχεται από κάποια εξαιρετικά σπάνια ή άριστα διατηρημένη συλλογή, αλλά αποτελούσε μέρος ευρημάτων ελάχιστης παλαιοντολογικής αξίας που φυλάσσονταν στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου για περισσότερο από έναν αιώνα. Η διαπίστωση ότι τέτοιου είδους μοριακές πληροφορίες μπορούν να διατηρηθούν σε «κοινά» απολιθώματα σημαίνει ότι τα μουσεία ανά τον κόσμο ενδέχεται να φιλοξενούν στα συρτάρια τους έναν ανυπολόγιστο θησαυρό βιολογικών δεδομένων, ο οποίος περιμένει την εξέλιξη της τεχνολογίας για να αποκαλυφθεί πλήρως.