Откакто палеонтологът от Университета на Северна Каролина Мери Швайцер откри меката им тъкан в фосили на динозаври, съвременната наука за древните създания се пита дали можем изобщо да намерим истинска ДНК на динозавър? И ако е така, няма ли да можем да пресъздадем тези невероятни животни с негова помощ?
Не е лесно да дадем категорични отговори на тези въпроси, но д-р Швайцер се съгласи да ни помогне да разберем какво знаем днес за генетичния материал на динозаврите и за какво можем да разчитаме в бъдеще.
Можем ли да получим ДНК от вкаменелости?
Този въпрос трябва да се разбира като „можем ли да получим ДНК на динозавър“? Костите са съставени от минерала хидроксиапатит, който има толкова висок афинитет към ДНК и много протеини, че днес се използва активно в лаборатории за пречистване на техните молекули. Костите на динозаврите лежат в земята 65 милиона години и вероятността е доста голяма, че ако започнете активно да търсите ДНК молекули в тях, тогава е напълно възможно да ги намерите. Просто защото някои биомолекули могат да се придържат към този минерал като велкро. Проблемът обаче няма да бъде толкова просто намирането на ДНК в костите на динозавъра, колкото доказването, че тези молекули принадлежат на динозаврите и не произлизат от някакъв друг възможен източник.
Ще успеем ли някога да възстановим истинска ДНК от кост на динозавър? Научният отговор е „да“. Всичко е възможно, докато не се докаже друго. Сега можем ли да докажем невъзможността за извличане на ДНК на динозавър? Не, те не могат. Имаме ли вече истинска динозавърна генна молекула? Не, този въпрос все още е отворен.
Колко дълго може да се запази ДНК в геоложкия запис и как може да се докаже, че принадлежи към динозавър, и не попадна в проба, която вече е в лабораторията, заедно с някакъв замърсител?
Много учени смятат, че ДНК има доста кратък срок на годност. Според тях тези молекули е малко вероятно да издържат повече от милион години и със сигурност не повече от пет до шест милиона години. Тази позиция ни лишава от всякаква надежда да видим ДНК на същества, живели преди повече от 65 милиона години. Но откъде дойдоха тези числа?
Промоционално видео:
Учените, работещи по този проблем, поставят молекулите на ДНК в гореща киселина и определят времето, необходимо за разпадането им. Високата температура и киселинността са използвани като заместители за дълги периоди от време. Според откритията на изследователите ДНК се разпада доста бързо. Резултатите от едно от тези изследвания, които сравняват броя на ДНК молекулите, успешно извлечени от проби от различни възрасти - от няколкостотин до 8000 години - показват, че броят на извлечените молекули намалява с възрастта. Учените дори успяха да симулират „скоростта на гниене“и прогнозираха, въпреки че не потвърдиха това твърдение, че е много малко вероятно да се намери ДНК в кредави кости. По ирония на съдбата, същото това проучване показа, че възрастта сама по себе си не може да обясни разграждането или запазването на ДНК.
От друга страна, имаме четири независими линии на доказателства, че молекулите, химически подобни на ДНК, могат да се локализират в клетките на собствените ни кости и това е в добро съгласие с очакването на подобни находки в костите на динозавъра. И така, ако извличаме ДНК от костите, принадлежащи на динозаврите, как можем да сме сигурни, че това не е резултат от по-късно замърсяване?
Идеята, че ДНК може да издържи толкова дълго, има доста малък шанс за успех, така че всяко твърдение за намиране или възстановяване на истинска ДНК на динозавър трябва да отговаря на най-строгите критерии. Ние предлагаме следното:
1. ДНК последователността, изолирана от костта, трябва да съответства на очакваната въз основа на други данни. Днес има над 300 знака, които свързват динозаврите с птиците и убедително доказва, че птиците са се развили от динозаврите на тероподи. Следователно, ДНК последователностите на динозаврите, получени от костите им, трябва да са по-подобни на генетичния материал на птиците, отколкото на ДНК на крокодили, като същевременно са различни от двете. Те също ще се различават от всяка ДНК, идваща от съвременни източници.
2. Ако ДНК на динозавъра е истинска, очевидно ще бъде силно фрагментирана и трудно да се анализира с нашите съвременни методи, предназначени да секвенират здрави и щастливи съвременни ДНК. Ако „ДНК на Tirex“се окаже съставена от дълги струни, които са сравнително лесни за дешифриране, тогава най-вероятно имаме работа със замърсяване, а не с истинска ДНК на динозавър.
3. ДНК молекулата се счита за по-крехка в сравнение с други химични съединения. Следователно, ако в материала присъства автентична ДНК, тогава трябва да има други, по-трайни молекули, например, колаген. В същото време връзката с птици и крокодили също трябва да се проследи в молекулите на тези по-стабилни съединения. Освен това в изкопаемия материал например могат да бъдат открити липиди, които съставляват клетъчните мембрани. Средно липидите са по-стабилни от протеините или молекулите на ДНК.
4. Ако протеините и ДНК са били успешно съхранени от мезозойските времена, връзката им с динозаврите трябва да бъде потвърдена не само чрез секвениране, но и чрез други методи на научно изследване. Например, свързването на протеини със специфични антитела ще докаже, че това наистина са протеини от мека тъкан, а не замърсяване от външни скали. В нашите проучвания успяхме успешно да локализираме химически ДНК-вещество в костните клетки на T. Rex, използвайки както ДНК-специфични методи, така и антитела срещу протеини, свързани с гръбначна ДНК.
5. И накрая, и може би най-важното, правилен надзор трябва да се прилага на всички етапи на всяко изследване. Наред с пробите, от които се надяваме да извлечем ДНК, е необходимо да се изследват гостоприемните скали, както и всички химически съединения, използвани в лабораторията. Ако те също съдържат интересни за нас последователности, тогава най-вероятно те са само замърсители.
Така ли някога ще успеем да клонираме динозавър?
В известен смисъл. Клонирането, както обикновено се прави в лабораторията, е вкарването на известно парче ДНК в бактериални плазмиди. Този фрагмент се репликира винаги, когато клетка се раздели, което води до много копия на идентична ДНК. Друг метод за клониране включва поставяне на цял набор от ДНК в жизнеспособни клетки, от които собственият им ядрен материал е отстранен предварително. Тогава такава клетка се поставя в организма на гостоприемника и ДНК на донора започва да контролира образуването и развитието на потомството, напълно идентично с донора. Прочутата овца Доли е пример за използването на точно този метод за клониране. Когато хората говорят за "клониране на динозавър", те обикновено означават нещо подобно. Този процес обаче е изключително сложен и, въпреки ненаучния характер на това предположение,вероятността някой ден да успеем да преодолеем всички несъответствия между фрагментите на ДНК от костите на динозавъра и да произведем жизнеспособно потомство е толкова малка, че го класифицирам като „невъзможно“.
Но само защото вероятността да се създаде истински парк от Юра е оскъдна, не може да се каже, че е невъзможно да се възстанови оригиналната ДНК на динозавъра или други молекули от древни останки. Всъщност тези древни молекули биха могли да ни кажат много. В крайна сметка всички еволюционни промени първо трябва да настъпят в гените и да бъдат отразени в молекулите на ДНК. Също така можем да научим много за дълголетието на молекулите in vivo директно, вместо чрез лабораторни експерименти. И накрая, възстановяването на молекули от изкопаеми образци, включително динозаври, ни предоставя важна информация за произхода и разпространението на различни еволюционни иновации, като пера.
Имаме още много какво да научим в молекулярния анализ на вкаменелостите и трябва да продължим с най-голямо внимание, като никога не надценяваме получените данни. Но можем да извлечем толкова много интересни неща от молекулите, запазени във вкаменелостите, че със сигурност заслужава нашите усилия.
