Hvordan fandt forskerne blødt væv i dinosaurfossiler?

Fossilisering er en medusa i den virkelige verden - den forvandler levende ting til sten. Tag forstenet træ som eksempel. Hvis et træ dør og bliver begravet i sediment, beskytter sedimentet træet, mens mineralholdigt grundvand siver igennem det. Mineralerne erstatter gradvist træet og efterlader en stenet faksimile.

Dinosaur Billedgalleri

Det samme sker, når mere komplekse organismer, som dyr, bliver til fossiler. Alt, der er stretchy, squishy, ​​vandet eller gummiagtigt henfalder, mens mineraler forstærker knoglerne og forvandler dem til sten. Selv i tilfælde af "mumificerede" fossilfund er den bevarede hud og andre organer ikke bløde længere. I fossiler som disse var kroppen beskyttet mod forfald længe nok til, at mineraler kunne erstatte det bløde væv hurtigere, end de kunne henfalde. Selve det bløde væv er helt væk, og der er kun sten tilbage.

Det er i hvert fald den konventionelle visdom. Men i 2005 dukkede et papir op i tidsskriftet Science, der udfordrede de grundlæggende principper for fossilisering fra sin allerførste sætning:"Blødt væv er bevaret i bagbenselementerne i Tyrannosaurus rex " [kilde:Schweitzer, 3/25/2005]. Papiret fortsætter med at beskrive blodkar, knoglematrix og elastisk væv, alt sammen fundet et sted de ikke burde være.

Ifølge det langvarige syn på fossilisering er tilstedeværelsen af ​​disse typer væv i et fossil umulig. Avisens primære forfatter, Mary Higby Schweitzer, var kommet til denne ukonventionelle konklusion ved at gribe sin forskning an på en ukonventionel måde. Ud over at udløse kontrovers i det videnskabelige samfund, havde hendes fund konsekvenser for nogle religiøse samfund.

Så hvordan fandt hun strækvæv i en stenet knogle, og hvad har strudse med det at gøre? Hvilken slags analyse understøtter hendes påstand om, at hun har fundet 65 millioner år gammelt blødt væv? Dernæst tager vi et kig på, hvordan Schweitzer afslørede sine prøver, og hvad tilfældet havde at gøre med dette banebrydende fund.

1. Det bløde væv i dinosaurknogle
2. Young-Earth Kreationisme og dinosaurvæv

Det bløde væv i dinosaurknogle

I 2000 fandt palæontolog Bob Harmon en Tyrannosaurus rex prøve i Hell Creek Formation, et område i det østlige Montana fuld af Kridt fossiler [kilde:Boswell]. Denne T. rex var ikke særlig stor, i hvert fald hvad angår Tyrannosaurus fossiler går. Men da det først var gravet ud og pakket ind i gips til forsendelse, var det for tungt for den ventende helikopter at bære. Holdet delte fossilet i to og brækkede en af ​​dets lårben i processen. Fragmenter af lårbenet kom til Dr. Mary Schweitzer ved North Carolina State University.

Schweitzer gjorde det modsatte af, hvad de fleste palæontologer gør med deres prøver. I stedet for at bevare og beskytte den, ødelagde hun den ved at opbløde den i en svag syre. Hvis hele fossilet havde været lavet af sten, ville det være opløst fuldstændigt. Men i de udtryk, der bruges i Schweitzers papir – medforfatter af Jennifer L. Whittmeyer, John R. Horner og Jan K. Toporski – demineraliserede syren. eksemplaret. Efter syv dage afslørede demineraliseringsprocessen adskillige uventede væv, herunder:

• Blod fartøjer
• Knoglematrix
• Små genstande, der så ud til at være osteocytter , de celler, der bygger knogler

Ligesom blodkarrene i din krop, var dem, Schweitzer opdagede i fossilet, hule, fleksible og forgrenede. De var også gennemsigtige og fulde af "små runde mikrostrukturer" [kilde:Schweitzer, 3/25/2005]. Disse mikrostrukturer lignede visuelt røde blodlegemer, men deres præcise natur er stadig uklar. Det væv, Schweitzer fandt, var fibrøst, elastisk og elastisk -- efter at være blevet strakt vendte det tilbage til sin normale form.

Fordi den fremherskende videnskabelige teori forbinder dinosaurer og fugle fra et evolutionært synspunkt, sammenlignede Schweitzer og hendes team deres prøver med knoglerne fra en død struds. De fandt, at prøverne var ens. Når den ses med et scanningselektronmikroskop, dinosaurens barkknogle -- den tætte del af knoglen -- var næsten umulig at skelne fra strudsens.

Dette er ikke de eneste opdagelser, der er kommet fra disse særlige fragmenter af T. rex knogle. I et senere papir meddelte Schweitzer og hendes medforfattere, at de havde fundet marvknogle [kilde:Schweitzer, 6/3/2005]. Medullær knogle er en type knogle, hunfugle bruger til at opbevare calcium til fremstilling af æggeskaller. Fugle har kun denne knogle, når de producerer æg - så T. rex var tilsyneladende hun, drægtig og på nogle måder ligesom en fugl.

Medullærknoglen var synlig for det blotte øje, men en senere opdagelse fra prøven var det ikke. I 2007 annoncerede Schweitzer og seks medforfattere, at analyse af prøven havde afsløret tilstedeværelse af kollagen , et protein, der er en vigtig bestanddel af knogler og blødt væv. Holdet brugte et massespektrometer , en enhed, der analyserer massen af ​​atomer og partikler med magnetiske felter for at bekræfte proteinets tilstedeværelse [kilde:Schweitzer, 1997].

I 2008 isolerede holdet aminosyresekvenser fra prøven og sammenlignede dem med levende organismer. Hvad de fandt i T. rex knogle lignede nutidens kyllinger. Forskerne, denne gang ledet af Chris L. Organ, brugte de samme teknikker på et mastodontfossil og fandt, at det ligner nutidens elefanter [kilde:Organ].

Efter at have isoleret nogle af de fragmenterede aminosyrekæder sammenlignede holdet dem med aminosyrerne fra levende dyr. De fandt tre kæder, der lignede dem, der blev fundet hos kyllinger, og to, der var sammenlignelige med salamander og frøer [kilde:Johnson].

Schweitzer og hendes kolleger har også prøvet de samme teknikker på andre fossiler med lignende resultater. Men hendes arbejde er stadig kontroversielt. Læs videre for at lære om kritikeres og tilhængeres reaktioner på hendes forskning.

Young-Earth-kreationisme og dinosaurvæv

Forskere er enige om et aspekt af Mary Schweitzers forskning. De væv, hun fandt, burde ikke have været der, i det mindste ifølge grundlæggende begreber om fossilisering. På grund af dette hævder kritikere, at det Schweitzer virkelig fandt var en forurenet prøve, ikke et gennembrud. I løbet af 65 millioner år er der masser af tid til, at andre livsformer kan forurene en dinosaurs knogler. Fossiler kommer også i kontakt med menneskelige og andre væv under udgravning. Dette udgør en udfordring for forskere, der forsøger at bevise, at en celle, vævsprøve eller DNA-streng kom fra et specifikt uddødt dyr.

Efter at Schweitzers første papir dukkede op i Science, foreslog nogle kritikere, at hun udgav det, før hun foretog tilstrækkelig analyse. Schweitzer var i det mindste delvist enig i denne påstand. Hun forklarede, at holdet offentliggjorde sine resultater som et skridt til at sikre finansiering til senere arbejde [kilde:Yeoman].

Et svar på Schweitzers papir fra 2007 - den, der rapporterer tilstedeværelsen af ​​protein - påpeger flere spørgsmål om resultaterne, herunder sandsynligheden for kontaminering. Kommentaren, skrevet af Mike Buckley og en række medforfattere, bemærker:

• Sandsynligheden for kollagennedbrydning
• Tester, der skulle have været udført, men som ikke blev det
• Den manglende evne til at udføre standardanalyser på fragmenterede peptidsekvenser [kilde:Buckley et al.].

I deres svar på kommentaren hævder John M. Asara og Schweitzer, at Buckley og hans medforfattere fejlfortolkede dataene [kilde:Asara].

Schweitzers papir fra 2008, der beskriver proteinsekvenser, tilføjer en vis vægt til ideen om, at vævet tilhørte T. rex og ikke en ubeslægtet forurening. Men nogle kritikere er stadig ikke overbeviste. For eksempel blev forsker Christina Nielsen-Marsh citeret af National Geographic for at sige, at de beskrevne sekvenser "ikke giver nogen mening overhovedet" [kilde:Norris]. I manges sind er tilstedeværelsen af ​​peptider i en prøve så gammel som en T. rex er umuligt. Dette betyder, at den eneste mulighed er, at proteinet kom fra en anden kilde.

I en artikel offentliggjort i tidsskriftet PLoS One den 20. juli 2008 argumenterer forskerne Thomas G. Kaye, Gary Gaugler og Zbigniew Sawlowicz netop for. Dette hold udførte mere end 200 timers scanningselektronmikroskopanalyse på en række forskellige dinosaurfossiler. Den kom til den konklusion, at Schweitzers prøver indeholdt framboider , og det tilsyneladende bløde væv var i det væsentlige damskum. Gennem kulstofdatering fastslog holdet også, at materialet var moderne, ikke forhistorisk [kilde:Kaye et al.]. I udtalelser til National Geographic stod Schweitzer ved sine resultater og bemærkede blandt andet, at Kayes team ikke behandlede nyere proteinundersøgelser af hendes T. rex prøver [kilde:Roach].

Men for en anden gruppe giver Schweitzers resultater fuldkommen mening. Efter unge-jordkreationisters opfattelse er blødt væv et bevis på, at fossiler ikke er så gamle, som videnskabsmænd rapporterer. Efter alt, ifølge videnskabelige skøn, T. rex fossiler er 65 millioner år gamle. Blødt væv og aminosyrer bør kun holde en brøkdel af den tid. En person, der mener, at Jorden er mindre end 10.000 år gammel, kan se Schweitzers fund som overbevisende beviser for en ung Jord snarere end en grund til at genoverveje fossiliseringens natur. Dog analyse ved hjælp af radiometrisk datering -- metoden forskerne bruger til at bestemme fossilernes alder -- er i konflikt med ideen om en 10.000 år gammel jord.

I interviews har Schweitzer kommenteret, at hendes opdagelser har beriget snarere end i konflikt med hendes kristne tro [kilde:Yeoman, Fields]. Schweitzer tilbyder hypoteser for, hvordan vævet kunne have overlevet så længe. Den ene er, at den tæt mineraliserede knogle, kombineret med endnu uopdagede geologiske eller miljømæssige processer, beskyttede strukturerne inden for [kilde:Schweitzer, 3/25/2005]. Og uanset om det palæontologiske samfund til sidst omfavner eller afkræfter det pågældende væv, synes fundet at gøre ideer, der plejede at være umulige, blot usandsynlige.

For at finde ud af mere om fossiler, palæontologiske uenigheder, uventede opdagelser og relaterede emner, kan du grave dig igennem linkene på næste side.

Mange flere oplysninger

Relaterede HowStuffWorks-artikler

• Hvordan afgør videnskabsmænd, om dinosaurfossiler er mandlige eller kvindelige?
• Kan videnskabsmænd klone dinosaurer?
• Hvordan bestemmer videnskabsmænd alderen på dinosaurknogler?
• Sådan fungerer dinosaurer
• Sådan fungerer evolution
• Sådan fungerer kreationisme
• Dinosaur-quiz

Flere gode links

• Videnskab
• NOVA Science Now:T. rex Blod?

Kilder

• Asara, John og Mary H. Schweitzer." Svar på kommentar til 'Proteinsekvenser fra Mastadon og Tyrannosaurus rex Revealed by Mass Spectrometry'" Science. Vol. 319. 1/4/2008.
• Boswell, Evelyn. "Dinosaur fra østlige Montana giver nyt protein, der er 68 millioner år gammelt." Montana State University. 4/12/2007 (24/8/2008) http://www.montana.edu/cpa/news/nwview.php?article=4777
• Buckley, Mike et al." Kommentar til 'Proteinsekvenser fra Mastadon og Tyrannosaurus Rex Revealed by Mass Spectrometry'" Science. Vol. 319. 1/4/2008. http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/319/5859/33c
• Fielder, Helen. "Dinosaur Shocker." Smithsonian. Maj 2006 (24/8/2008) http://www.smithsonianmag.com/science-nature/dinosaur.html
• Johnson, Brian."Spectrosaurus Rex." Spektroskopi. Vol. 22, nr. 12. december 2007.
• Kaye, Thomas G. et al. "Dinosauriske bløde væv fortolket som bakterielle biofilm." PLoS One. Vol. 3, nr. 7. 30/7/2008 (8/4/2008) http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0002808
• Norris, Scott. "Dinosaur blødt væv sekventeret; svarende til kyllingeproteiner." National Geographic News. 4/12/2007 (24/8/2008) http://news.nationalgeographic.com/news/2007/04/070412-dino-tissues.html
• Organ, Chris L. et al. "Molekylær fylogenetik af Mastadon og Tyrannosaurus Rex Revealed by Mass Spectrometry." Science. Vol. 320. 25/4/2008.
• Peak, Tracey. "Proteinsekvenser fra T. rex kollagen viser evolutionære relationer mellem dinosaurer." NCSU. 24/4/2008 (24/8/2008) http://news.ncsu.edu/news/2008/04/tp-dino.php
• Roach, John. "Dinosaurslim giver anledning til debat om fund af blødt væv." National Geographic News. 30/7/3008 (8/4/2008) http://news.nationalgeographic.com/news/2008/07/080730-dinosaur-tissue.html
• Schweitzer, Mary og Tracy Staedter. "The Real Jurassic Park." Jorden. Vol. 6, nr. 3. 6/1997.
• Schweitzer, Mary H. et al. "Kønsspecifikt reproduktivt væv hos strudsefugle og Tyrannosaurus Rex ." Science. Vol. 308. 6/3/2005.
• Schweitzer, Mary H. et al. "Blødt vævskar og cellulær bevaring i Tyrannosaurus rex . Videnskab. Vol. 307. 25/3/2005.
• Yeoman, Barry. "Schweitzers farlige opdagelse." Opdage. 27/4/2006 (24/8/2008) http://news.nationalgeographic.com/news/2007/04/070412-dino-tissues.html