Ερευνητές ανακάλυψαν ίχνη «απολιθωμένου DNA» σε κρανίο δεινοσαύρου. Hints of fossil DNA discovered in dinosaur skull

Κυτταρικές δομές, στους χόνδρους του κρανίου δεινοσαύρου ηλικίας άνω των 70 εκατομμυρίων ετών, και μια ουσία που συμπεριφέρεται σαν DNA, εντόπισαν επιστήμονες. In the 1980s, paleontologists found a dinosaur nesting ground with dozens of nestlings in northern Montana and identified them as Hypacrosaurus stebingeri, a species of herbivorous duck-billed dinosaur that lived some 75 million years ago (Cretaceous period). Now, a team of researchers from the United States, Canada, and China has investigated molecular preservation of calcified cartilage in one of the Hypacrosaurus stebingeri nestlings at the extracellular, cellular and intracellular levels. They’ve found chemical markers of DNA, preserved fragments of proteins and chromosomes in the dinosaur chondrocytes (cartilage cells). The findings further support the idea that these original molecules can persist for tens of millions of years. Reconstruction of the nesting ground of Hypacrosaurus stebingeri from the Two Medicine Formation of Montana. Image credit: Michael Rothman / Science China Press.

Για δισεκατομμύρια χρόνια, το DNA έχει υπηρετήσει σαν μόριο πληροφοριών για τα όντα, καθώς εμπεριέχει οδηγίες για το πώς και πότε μπορεί να χτίσει πρωτεΐνες για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς.  

Αλλά πόσο μπορεί να επιζήσει η βιολογική πληροφορία;  

Νέα έρευνα δείχνει απολιθώματα δεινοσαύρων, τα οποία έχουν διατηρηθεί και περιέχουν τη μορφή των κυττάρων και των δομών, που μπορεί να έχουν σχηματιστεί από το αρχικό DNA (των δεινοσαύρων). 

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο National Science Review, παρουσιάζει στοιχεία από δύο ανήλικα κρανία από τους δεινοσαύρους Hypacrosaurus stebingeri, ένα φυτοφάγο είδος δεινοσαύρου που ζούσε στη σημερινή Μοντάνα πριν από 75 εκατ. χρόνια.

Isolated chondrocytes of Hypacrosaurus stebingeri and their positive response to two DNA assays: (A, B, E) isolated chondrocytes of Hypacrosaurus stebingeri and emu photographed under transmitted light (green arrows); Hypacrosaurus stebingeri chondrocytes were successfully isolated as individual cells (A) and cell doublets (B); Hypacrosaurus stebingeri (C) and emu chondrocytes (F) showing positive response to propidium iodide, a DNA intercalating dye, to a small and circular region that locates intracellularly (white arrows); Hypacrosaurus stebingeri (D) and emu chondrocytes (G) also show a similar binding when exposed to 4′,6′-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride, another DNA-specific stain (black arrows) although in both cases, emu cell staining is significantly greater than in the dinosaur cells. Image credit: Bailleul et al, doi: 10.1093/nsr/nwz206.

Μέσα στα μικρά απολιθώματα, οι ερευνητές μπόρεσαν να δουν στοιχεία που έμοιαζαν με κύτταρα, κάποια από τα οποία είχαν παγώσει κατά τη διάρκεια της κατάδυσής τους. Άλλα περιέχουν σκούρα «μπαλάκια», που μοιάζουν με πυρήνες, όμοιους με εκείνους των κυττάρων όπου αποθηκεύεται το DNA.  

Cartilage from one Hypacrosaurus contains two cells frozen mid-division (left) that bear darkened material consistent with nuclei. One cell, viewed at higher magnification (center), contains what appear to be condensed chromosomes. When immersed in propidium iodide, which is used to stain DNA in living cells, small condensend dots within isolated Hypacrosaurus cells fluoresce (right), which suggests the presence of a substance that behaves like DNA. IMAGES BY ALIDA BAILLEUL AND WENXIA ZHENG

«Πρόκειται για ένα υποκυτταρικό επίπεδο συντήρησης που δεν έχει αναφερθεί ποτέ πριν», λέει η Alida Bailleul, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Πανεπιστημιακής Παλαιοντολογίας και Παλαιοανθρωπολογίας της Κίνας και κύριος συγγραφέας της νέας μελέτης.  

Η μέθοδος που ακολούθησαν οι ερευνητές

Researchers found the exceptionally preserved Hypacrosaurus cells within the supraoccipital, a bone that formed part of the back of its skull. As the dinosaur matured, this part of the skull would have turned from cartilage to bone. PHOTOGRAPH BY ALIDA BAILLEUL

Για να ελέγξουν το απολιθωμένο υλικό, οι ερευνητές εφάρμοσαν «λεκέδες» που συνδέονται με το DNA σε ζωντανά κύτταρα σε κομμάτια κρανίου δεινοσαύρων. Αυτοί οι λεκέδες κολλούν σε συγκεκριμένα σημεία μέσα στα απολιθωμένα κύτταρα, κάνοντάς τα να λάμπουν σε φθορίζον κόκκινο και μπλε.  

Οι «λεκέδες» αυτοί είναι συνδεδεμένοι με τα αρχικά μόρια των δεινόσαυρων και δεν αποτελούν εξωτερικό μολυσματικό παράγοντας όπως τα βακτήρια.  

Ενδέχεται όμως η ανακάλυψη αυτή να σημαίνει ότι μπορούν οι επιστήμονες να αποκωδικοποιήσουν το DNA των δεινοσαύρων; Ούτε καν. Οι επιστήμονες δεν επιχείρησαν να αποσπάσουν το DNA από τα απολιθώματα των δεινοσαύρων, έτσι δεν μπορούν να επιβεβαιώσουν αν το υλικό που εντόπισαν είναι αναλλοίωτο DNA ή κάποιο είδος υποπροϊόντος απολιθώματος, γενετικού υλικού.  

Οι επιστήμονες επίσης είναι επιφυλακτικοί και για το αν το DNA βρίσκεται μέσα στα κύτταρα των δεινοσαύρων. Πιθανότατα να είναι απειροελάχιστα κομμάτια από υπολείμματα, αλλοιωμένα από χημικές διαδικασίες, και μπλεγμένα με κάτι που κάποτε ήταν πρωτεΐνη.  

«Δεν αναβιώνουμε το Jurassic Park» δηλώνει η Bailleul. Παρ' όλα αυτά , η έρευνα λειτουργεί σαν μία υπενθύμιση ότι τα απολιθώματα μπορούν να διατηρούν μικροσκοπικές δομές και ίχνη μορίων, που δημιουργούν τα κύτταρα του οργανισμού, από χρωστικές ουσίες μέχρι πρωτεΐνες και ακόμα περισσότερα.  

Μία άλλη πρόσφατη έρευνα μάλιστα, ανακάλυψε βιομόρια σε ένα απολίθωμα της Dickinsonia, ένα πλάσμα που ζούσε πριν από μισό δισεκατομμύριο χρόνια, και τα χρησιμοποίησε για να επιβεβαιώσει ότι ο οργανισμός ήταν ζώο και όχι άλλη μορφή ζωής.

Πηγές: “Evidence of proteins, chromosomes and chemical markers of DNA in exceptionally preserved dinosaur cartilage” DOI: 10.1093/nsr/nwz206 - https://www.nationalgeographic.com/science/2020/03/hints-of-dna-discovered-in-a-dinosaur-fossil/ - https://www.lifo.gr/now/tech_science/272737/ereynites-anakalypsan-ixni-apolithomenoy-dna-se-kranio-deinosayroy