De când paleontologul Universității din Carolina de Nord, Mary Schweitzer, și-a descoperit țesutul moale în fosilele dinozaurilor, s-a pus întrebarea științei moderne a creaturilor antice: Putem găsi vreodată ADN-ul dinozaurului autentic? Și dacă da, nu vom putea să recreăm aceste animale uimitoare cu ajutorul ei?
Nu este ușor să dați răspunsuri clare la aceste întrebări, dar dr. Schweitzer a fost totuși de acord să ne ajute să înțelegem ce știm astăzi despre materialul genetic al dinozaurilor și la ce putem conta în viitor.
Putem obține ADN-ul din fosile?
Această întrebare ar trebui înțeleasă ca „putem obține ADN dinozaur”? Oasele sunt compuse din hidroxiapatita minerală, care are o afinitate atât de ridicată pentru ADN și multe proteine, încât este utilizată în mod activ în laboratoare pentru a purifica moleculele lor. Oasele dinozaurilor au rămas în pământ de 65 de milioane de ani, iar probabilitatea este destul de mare încât, dacă începeți să căutați activ molecule de ADN în ele, este foarte posibil să le găsiți. Pur și simplu pentru că unele biomolecule se pot lipi de acest mineral precum Velcro. Problema nu va fi, însă, atât de simplă găsirea ADN-ului în oasele dinozaurilor, încât să demonstreze că aceste molecule aparțin dinozaurilor și nu provin de la o altă sursă posibilă.
Vom putea vreodată să recuperăm ADN-ul autentic dintr-un os dinozaur? Răspunsul științific este da. Orice este posibil până nu se dovedește altfel. Suntem acum capabili să dovedim imposibilitatea extragerii ADN-ului dinozaurilor? Nu, ei nu pot. Avem deja o moleculă genică de dinozaur autentic? Nu, această întrebare este încă deschisă.
Cât timp se poate păstra ADN-ul în registrul geologic și cum se poate dovedi că aparține unui dinozaur și nu a intrat într-un eșantion deja în laborator împreună cu un contaminant?
Mulți oameni de știință cred că ADN-ul are o durată de valabilitate destul de scurtă. În opinia lor, este puțin probabil ca aceste molecule să dureze mai mult de un milion de ani și, cu siguranță, nu mai mult de cinci până la șase milioane de ani în cel mai bun caz. Această poziție ne privează de orice speranță de a vedea ADN-ul creaturilor care au trăit acum peste 65 de milioane de ani. Dar de unde au venit aceste numere?
Video promotional:
Oamenii de știință care lucrează la această problemă au introdus moleculele de ADN în acid fierbinte și au cronometrat timpul necesar pentru ca acestea să se descompună. Temperatura ridicată și aciditatea au fost utilizate ca înlocuitori pentru perioade lungi de timp. Conform concluziilor cercetătorilor, ADN-ul se descompune destul de rapid. Rezultatele unui astfel de studiu, care a comparat numărul de molecule de ADN extrase cu succes din probe de diferite vârste - de la câteva sute până la 8000 de ani - au arătat că numărul de molecule extrase scade odată cu vârsta. Oamenii de știință au reușit chiar să simuleze „rata de descompunere” și au prezis, deși nu au verificat această afirmație, că este extrem de puțin probabil să găsească ADN în oasele cretacice. În mod ironic, același studiu a arătat că vârsta singură nu poate explica descompunerea sau conservarea ADN-ului.
Pe de altă parte, avem patru linii independente de dovezi că moleculele similare chimic cu ADN-ul pot localiza în celulele propriilor noastre oase și acest lucru este în acord cu așteptarea unor astfel de descoperiri în oasele dinozaurilor. Deci, dacă extragem ADN din oase aparținând dinozaurilor, cum putem fi siguri că acesta nu este rezultatul contaminării ulterioare?
Ideea că ADN-ul poate dura atât de mult timp are într-adevăr o șansă destul de slabă de succes, așa că orice afirmație de a găsi sau recupera ADN-ul dinozaurului real trebuie să îndeplinească cele mai stricte criterii. Oferim următoarele:
1. Secvența de ADN izolată din os ar trebui să se potrivească cu ceea ce ar fi de așteptat pe baza altor date. Astăzi, există peste 300 de semne care leagă dinozaurii de păsări și dovedește în mod convingător că păsările au evoluat din dinozaurii terropod. Prin urmare, secvențele ADN ale dinozaurilor obținuți din oasele lor ar trebui să fie mai asemănătoare cu materialul genetic al păsărilor decât cu ADN-ul crocodililor, diferind în același timp de ambele. Ele vor fi, de asemenea, diferite de orice ADN provenind din surse moderne.
2. Dacă ADN-ul dinozaurului este real, evident va fi foarte fragmentat și dificil de analizat cu metodele noastre actuale, concepute pentru a secunda ADN-ul modern sănătos și fericit. Dacă ADN-ul Tirex se dovedește a fi format din șiruri lungi care sunt relativ ușor de descifrat, atunci cel mai probabil avem de-a face cu contaminarea și nu ADN-ul dinozaurului autentic.
3. Molecula de ADN este considerată mai fragilă în comparație cu alți compuși chimici. Prin urmare, dacă ADN-ul autentic este prezent în material, atunci trebuie să existe alte molecule mai durabile, de exemplu, colagen. În același timp, conexiunea cu păsările și crocodilii ar trebui să fie urmărită și în moleculele acestor compuși mai stabili. În plus, în materialul fosil, de exemplu, pot fi găsite lipide care alcătuiesc membrane celulare. Lipidele sunt în medie mai stabile decât proteinele sau moleculele de ADN.
4. Dacă proteinele și ADN-ul au fost păstrate cu succes din perioada mezozoică, conexiunea lor cu dinozaurii ar trebui confirmată nu numai prin secvențiere, ci și prin alte metode de cercetare științifică. De exemplu, legarea proteinelor la anticorpi specifici va dovedi că acestea sunt într-adevăr proteine de țesuturi moi și nu contaminare de rocile externe. În studiile noastre, am reușit să localizăm cu succes o substanță asemănătoare cu ADN-ul chimic în celulele osoase ale T. Rex folosind atât tehnici specifice ADN-ului, cât și anticorpi pentru proteine asociate cu ADN-ul vertebrat.
5. În cele din urmă, și poate cel mai important, ar trebui aplicată o supraveghere adecvată în toate etapele oricărei cercetări. Alături de probele din care sperăm să extragem ADN, este necesară investigarea rocilor gazdă, precum și a tuturor compușilor chimici folosiți în laborator. Dacă conțin și secvențe de interes pentru noi, atunci cel mai probabil sunt doar poluanți.
Deci vom putea vreodată să clonăm un dinozaur?
Într-un fel. Clonarea, așa cum se face în mod obișnuit în laborator, este inserarea unei bucăți de ADN cunoscut în plasmidele bacteriene. Acest fragment se reproduce de fiecare dată când se divizează o celulă, rezultând numeroase copii ale ADN-ului identic. O altă metodă de clonare implică plasarea unui set întreg de ADN în celule viabile, din care propriul material nuclear a fost eliminat în avans. Apoi, o astfel de celulă este plasată în organismul gazdă, iar ADN-ul donator începe să controleze formarea și dezvoltarea urmașilor, complet identic cu donatorul. Celebra Dolly oaia este un exemplu de utilizare a acestei metode de clonare. Când oamenii vorbesc despre „clonarea unui dinozaur”, înseamnă de obicei ceva de genul acesta. Totuși, acest proces este incredibil de complex și, în ciuda naturii neștiințiale a acestei presupuneri,Probabilitatea ca într-o zi să reușim să depășim toate neconcordanțele dintre fragmentele de ADN din oasele dinozaurului și să producem urmași viabile este atât de mică încât am clasificat-o drept „nu este posibil”.
Dar doar pentru că probabilitatea creării unui adevărat parc Jurassic este scăzută, nu se poate spune că este imposibil să restaurați ADN-ul dinozaur original sau alte molecule din resturile antice. De fapt, aceste molecule antice ne-ar putea spune multe. La urma urmei, toate modificările evolutive trebuie să apară mai întâi la gene și să fie reflectate în moleculele de ADN. De asemenea, putem învăța multe despre longevitatea moleculelor in vivo direct, mai degrabă decât prin experimente de laborator. În cele din urmă, recuperarea moleculelor din eșantioane fosile, inclusiv dinozaurii, ne oferă informații importante despre originea și distribuția diverselor inovații evolutive, cum ar fi pene.
Mai avem multe de învățat în analiza moleculară a fosilelor și trebuie să procedăm cu cea mai mare atenție, niciodată să nu supraestimăm datele primite. Dar putem extrage atât de multe lucruri interesante din moleculele păstrate în fosile încât cu siguranță merită eforturile noastre.
