En skål for proteinerne i dinosaurknoglerne

Brændt toast og dinosaurknogler har et fælles træk, ifølge en ny, Yale-ledet undersøgelse. De indeholder begge kemikalier, under de rette forhold, omdanne originale proteiner til noget nyt. Det er en proces, der kan hjælpe forskere med at forstå, hvordan blødt vævsceller inde i dinosaurknogler kan overleve i hundreder af millioner af år.

Et forskerhold fra Yale, American Museum of Natural History, universitetet i Bruxelles, og universitetet i Bonn annoncerede opdagelsen 9. november i tidsskriftet Naturkommunikation .

Fossilt blødt væv i dinosaurknogler har været et kontroversielt emne blandt forskere i temmelig lang tid. Hårdt væv, såsom knogler, æg, tænder, og emalje vægte, er i stand til at overleve fossilisering særdeles godt. Blødt væv, såsom blodkar, celler, og nerver - som er lagret inde i det hårde væv - er mere sarte og menes at henfalde hurtigt efter døden. Disse bløde væv består hovedsageligt af proteiner, som menes at nedbrydes fuldstændigt inden for omkring fire millioner år.

Alligevel er dinosaurknogler meget ældre, omkring 100 millioner år gammel, og de bevarer lejlighedsvis organiske strukturer, der ligner celler og blodkar. Forskellige forsøg på at løse dette paradoks har ikke givet et endegyldigt svar.

"Vi tog udfordringen med at forstå proteinfossilisering, " sagde Yale palæontolog Jasmina Wiemann, undersøgelsens hovedforfatter. "Vi testede 35 prøver af fossile knogler, æggeskaller, og tænder for at lære, om de bevarer proteinholdigt blødt væv, finde ud af deres kemiske sammensætning, og bestemme under hvilke forhold de var i stand til at overleve i millioner af år."

Forskerne opdagede, at blødt væv er bevaret i prøver fra oxidative miljøer såsom sandsten og lavvandede, marine kalksten. Det bløde væv blev omdannet til avanceret glycoxidation og lipoxidation slutprodukter (AGE'er og ALE'er), som er modstandsdygtige over for forrådnelse og nedbrydning. De er også strukturelt sammenlignelige med kemiske forbindelser, der pletter den mørke skorpe på toast.

AGE'er og ALE'er er karakteriseret ved en brunlig farve, der pletter fossile knogler og tænder, der indeholder dem. Forbindelserne er hydrofobe, hvilket betyder, at de er modstandsdygtige over for de normale virkninger af vand, og har egenskaber, der gør det svært for bakterier at indtage dem.

Wiemann og hendes kolleger gjorde deres opdagelse ved at afkalke fossiler og afbilde de frigivne bløddelsstrukturer. De anvendte Raman-mikrospektroskopi - en ikke-destruktiv metode til at analysere både det uorganiske og organiske indhold af en prøve - på det ekstraherede fossile bløde væv. Under denne proces, laserenergi rettet mod vævet forårsager molekylære vibrationer, der bærer spektrale fingeraftryk for de kemikalier, der er til stede.

Medforfatter Derek Briggs, Yales G. Evelyn Hutchinson professor i geologi og geofysik og kurator ved Yale Peabody Museum of Natural History, sagde undersøgelsen peger på lokaliteter, hvor blødt væv kan findes i fossile knogler, herunder sandsten aflejret fra floder, klitsand, og lavvandede marine kalksten.

"Vores resultater viser, hvordan kemisk ændring forklarer fossiliseringen af ​​disse bløde væv og identificerer de typer miljø, hvor denne proces finder sted, " sagde Briggs. "Gevinsten er en måde at målrette indstillinger på i det felt, hvor denne bevaring sandsynligvis vil finde sted, udvider en vigtig kilde til beviser for biologien og økologien af ​​gamle hvirveldyr."