Ученые объяснили, как сохранились ткани динозавров в глубокой древности


Фото из открытых источников
С тех пор, как в 2004 году Мэри Швейцер обнаружила мягкую эластичную ткань в окаменелости тираннозавра, ученые пытались понять, как некоторые биологические ткани и клетки могли сохраняться у древних существ. Наиболее популярные гипотезы связаны с процессом, называемым «сшивание». Подобно тому, как формальдегид используется для фиксации тканей и их сохранения, сшивание также может «исправлять» ткани древних организмов, включая динозавров. 
 
«Фиксаторы, такие как формальдегид, препятствуют деградации тканей — отчасти они делают их менее усваиваемыми бактериями. Но существует ряд различных химических путей, которые могут привести к образованию поперечных связей. Эта работа показывает, что по крайней мере две из наиболее популярных гипотез на самом деле имеют общий химический путь и довольно немного перекрываются. Во многих случаях они являются одним и тем же», - говорит ведущий автор исследования Лэндон Андерсон.
 
Гипотеза Швейцер и ее коллег о сшивке включает окисление, вызванное некоторыми растворенными металлами, такими как железо. Проще говоря, железо, потенциально из гемоглобина (крови), вступает в реакцию с кислородом, повреждая биомолекулы, такие как жиры, белки, углеводы и ДНК. Он делает это, создавая свободные кислородные «радикалы» — высокореактивные молекулы кислорода, которые могут повредить биомолекулы. Поврежденные биомолекулы образуют поперечные связи друг с другом, что стабилизирует их поврежденную структуру. Конечным результатом являются биомолекулы, измененные сшиванием, которые стабилизируют ткань в целом.
 
Другая ведущая гипотеза сшивки от палеонтолога Ясмины Виманн и ее коллег основана на карбонильных группах жиров и углеводов в качестве отправной точки для сшивания. Карбонильные группы — это просто атомы углерода, которые в некотором смысле прочно связаны с атомом кислорода. Но они склонны реагировать с некоторыми биомолекулами, такими как белки и ДНК. Конечный результат такой же, как и со свободными кислородными радикалами: сшитые биомолекулы и стабилизация древних тканей.
 
«Эти гипотезы не исключают друг друга. На самом деле, описанный Швейцером процесс, когда свободные радикалы кислорода повреждают биомолекулы, может создавать либо поперечные связи, либо новые карбонильные группы. Так что в некоторых отношениях он может быть предшественником гипотезы Виманн», — поясняет Андерсон.
 
Карбонильные группы могут образовываться несколькими способами, а не только с помощью свободных кислородных радикалов, поэтому гипотезы Швейцера и Вимана расходятся. Но обе дороги ведут к перекрестным связям.
 
«Поскольку мы не понимали, что эти процессы могут исходить из одной и той же отправной точки и иметь общий шаг, гипотезы были представлены как отдельные», — говорит Андерсон. «Но я хотел показать химию, лежащую в основе этих идей, и то, что она правдоподобно объясняет мягкие ткани и клетки, которые мы наблюдаем, например, у динозавров. Фактически, химия из этой статьи потенциально описывает сохранение различных исходных клеточных структур». тканей, включая позвоночных и другие организмы, заключенные в янтаре, «обугленные» следы древних перьев и кожи и даже «мумии» динозавров».
 
Эти две гипотезы, взятые вместе, не отвечают на все вопросы, касающиеся сохранения мягких тканей в отдаленные периоды времени. Осталось многое изучить.
 
В исследовании Андерсона также рассматриваются процессы карбонизации и сульфуризации, а также наилучшие условия для сохранения. Остаются вопросы относительно того, как преобладающие пути сохранения меняются в различных условиях окружающей среды, но Андерсон считает, что демистификация общей химической теории, лежащей в основе задействованных процессов, является важным первым шагом.
 
«Мы знаем, что причиной консервации в основном являются различного рода сшивки. Теперь у нас есть некоторый химический контекст для гипотез о сохранении. Нам нужно избавиться от идеи, что такого рода сохранение никогда не может произойти. Это, безусловно, разумно, и у нас есть прочная теоретическая основа для того, почему», - говорит Андерсон.