Мэри Швейцер, палеонтолог штата Северная Каролина с совместным приемом в Музее естественных наук Северной Каролины, впервые объявила об удивительной сохранности мягких тканей в окаменелости T. rex в 2005 году. Ее последующая работа выявила белки в мягких тканях, которые, казалось, подтвердили, что ткань действительно была тканью T. rex, которая хранилась миллионы лет. Но результаты оставались спорными отчасти потому, что никто не понимал химических процессов, лежащих в основе такой консервации.
Последнее исследование Швейцера показывает, что присутствие гемоглобина — железосодержащей молекулы, которая переносит кислород в эритроциты — может быть ключом как к сохранению, так и к сокрытию исходных древних белков в окаменелостях. Ее результаты опубликованы в Proceedings of the Royal Society B.«Железо необходимо для выживания, но оно также очень реактивно и разрушительно для живых тканей, поэтому в наших телах есть белки, которые транспортируют молекулы железа туда, где они необходимы, но в то же время защищают нас от нежелательных реакций», — говорит Швейцер. «Когда мы умираем, этот защитный механизм ломается, и железо высвобождается в наших тканях — и этот деструктивный процесс может действовать примерно так же, как формальдегид, чтобы сохранить ткани и белки».Гемоглобин кажется ключевым. И птицы, и крокодилы, ближайшие из ныне живущих родственников динозавров, обладают большими ядросодержащими эритроцитами.
Следовательно, у них также больше гемоглобина на клетку, чем у млекопитающих. Если бы клетки крови динозавров были похожи на любой из этих видов, что кажется вероятным, то их клетки крови также содержали бы гораздо больше гемоглобина, чем клетки человека, что усиливало бы консервантное действие железа на ткани. Если гемоглобин содержится в кости в среде песчаника, сохраняя ее сухой и изолированной от микробов, сохранение становится более вероятным.
Швейцер и ее команда заметили, что частицы железа тесно связаны с мягкими тканями динозавров. Но когда они хелатировали — или удаляли железо из мягких тканей, взятых у T. rex и Brachyolophosaurus, хелатные ткани гораздо сильнее реагировали на антитела, которые обнаруживают присутствие белка, предполагая, что железо может маскировать их присутствие. в этих сохранившихся тканях. Затем они проверили гипотезу сохранения, используя кровеносные сосуды и клетки, взятые из современной кости страуса. Они пропитали некоторые из этих сосудов гемоглобином, взятым из красных кровяных телец, а другие поместили в воду.
Два года спустя мягкие сосуды, обработанные гемоглобином, остались нетронутыми, а те, которые были пропитаны водой, разложились менее чем за неделю.«Мы знаем, что железо всегда присутствует в больших количествах, когда мы находим хорошо сохранившиеся окаменелости, и мы обнаружили оригинальные сосудистые ткани в костях этих животных, которые после их смерти были бы очень богатой гемоглобином», — говорит Швейцер. «Мы также знаем, что железо препятствует практически всем методам обнаружения белков.
Таким образом, похоже, что железо может быть одновременно механизмом сохранения и причиной, по которой у нас возникли проблемы с поиском и анализом сохраняемых белков».Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Фондом Дэвида и Люсиль Паккард.
Ассистент-исследователь Венся Чжан и бывший аспирант Тимоти Клеланд (ныне работающий в Политехническом институте Ренсселера) внесли свой вклад в работу, которая также проводилась в сотрудничестве с учеными Калифорнийского университета в Беркли, Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Исследовательского института Детской больницы Окленда ( ХОРИ).