Odkar je paleontologinja Univerze v Severni Karolini Mary Schweitzer odkrila njihovo mehko tkivo v fosilih dinozavrov, se sodobna znanost o starodavnih bitjih postavlja vprašanje: Ali sploh lahko najdemo pristno DNK dinozavra? In če je tako, ali ne bomo z njeno pomočjo poustvarili teh neverjetnih živali?
Določenih odgovorov na ta vprašanja ni enostavno, vendar se je dr. Schweitzer vseeno strinjal, da nam bo pomagal razumeti, kaj danes vemo o genskem materialu dinozavrov in na kaj lahko računamo v prihodnosti.
Ali lahko dobimo DNK iz fosilov?
To vprašanje je treba razumeti kot "ali lahko dobimo DNK dinozavra"? Kosti so sestavljene iz mineralnega hidroksiapatita, ki ima tako visoko afiniteto do DNK in številnih beljakovin, da jih danes aktivno uporabljamo v laboratorijih za čiščenje svojih molekul. Kosti dinozavrov ležijo v tleh 65 milijonov let in verjetnost je precej velika, da če začnete aktivno iskati molekule DNK v njih, potem jih je povsem mogoče najti. Preprosto zato, ker se nekatere biomolekule lahko držijo tega minerala, kot je Velcro. Težava pa ne bo toliko preprosto v iskanju DNK v kosteh dinozavrov, kot v dokazovanju, da te molekule spadajo med dinozavre in niso izvirale iz katerega koli drugega možnega vira.
Ali bomo lahko kdaj obnovili pristno DNK iz kosti dinozavra? Znanstveni odgovor je pritrdilen. Vse, kar je mogoče, dokler ni dokazano drugače. Ali smo zdaj sposobni dokazati nemožnost črpanja DNK dinozavra? Ne, ne morejo. Ali že imamo pravo gensko molekulo dinozavra? Ne, to vprašanje je še vedno odprto.
Kako dolgo se lahko v geološkem zapisu ohrani DNK in kako je mogoče dokazati, da spada med dinozavra, in v laboratorij, ki je že v laboratoriju, skupaj z nekaj kontaminanta, ni bil v vzorcu?
Mnogi znanstveniki menijo, da ima DNK dokaj kratek rok trajanja. Po njihovem mnenju verjetno te molekule ne bodo trajale dlje kot milijon let, zagotovo pa ne več kot pet do šest milijonov let. Ta položaj nam odvzame vsakršno upanje, da bi videli DNK bitja, ki je živelo pred več kot 65 milijoni let. Toda od kod so te številke prišle?
Promocijski video:
Znanstveniki, ki delajo na tej težavi, so molekule DNK postavili v vročo kislino in določili čas, ki je potreben, da se razpadejo. Visoka temperatura in kislost se kot nadomestki uporabljajo že dolgo. Po ugotovitvah raziskovalcev DNK razpade precej hitro. Rezultati ene od teh raziskav, ki so primerjali število molekul DNK, uspešno izločenih iz vzorcev različnih starosti - od nekaj sto do 8000 let -, so pokazali, da se število ekstrahiranih molekul s starostjo zmanjšuje. Znanstvenikom je celo uspelo simulirati "hitrost propadanja" in napovedali, čeprav te trditve niso preverili, da je DNK v krednih kosteh zelo malo verjetno. Ironično je, da je ista raziskava pokazala, da starost sama ne more razložiti razpada ali ohranitve DNK.
Na drugi strani imamo štiri neodvisne dokaze, da se molekule, ki so kemijsko podobne DNK, lahko lokalizirajo v celicah lastnih kosti, in to je v dobri skladnosti s pričakovanjem takih najdb v kosteh dinozavra. Če torej izvzamemo DNK iz kosti, ki pripadajo dinozavrom, kako smo lahko prepričani, da to ni posledica poznejše kontaminacije?
Zamisel, da lahko DNK traja tako dolgo, ima v resnici precej tanke možnosti za uspeh, zato mora vsaka trditev, da najde ali obnovi resnično DNK dinozavra, izpolnjevati najstrožja merila. Ponujamo vam naslednje:
1. Zaporedje DNK, izolirano iz kosti, bi se moralo ujemati s pričakovanji na podlagi drugih podatkov. Danes obstaja več kot 300 znakov, ki dinozavre povezujejo s pticami, in prepričljivo dokazuje, da so se ptice razvile iz teropodnih dinozavrov. Zato bi morale biti sekvence dinozavrov, pridobljenih iz njihovih kosti, bolj podobne genskemu materialu ptic kot DNK krokodilov, hkrati pa bi se razlikovale od obeh. Prav tako se bodo razlikovale od vsake DNK, ki prihaja iz sodobnih virov.
2. Če je dinozavrova DNK resnična, bo očitno zelo razdrobljena in je težko analizirati z našimi trenutnimi metodami, zasnovanimi za zasledovanje zdrave in srečne sodobne DNK. Če se izkaže, da je "Tirex DNA" sestavljen iz dolgih strun, ki jih je razmeroma enostavno razvozlati, potem se najverjetneje ukvarjamo s kontaminacijo in ne z resnično dinozavrovo DNK.
3. Molekula DNA velja za bolj krhko v primerjavi z drugimi kemičnimi spojinami. Če je torej v materialu prisotna verodostojna DNK, morajo obstajati druge, bolj trpežne molekule, na primer kolagen. Hkrati je treba v molekulah teh bolj stabilnih spojin zaslediti tudi povezavo s pticami in krokodili. Poleg tega lahko v fosilnih materialih najdemo na primer lipide, ki sestavljajo celične membrane. Lipidi so v povprečju stabilnejši od beljakovin ali molekul DNK.
4. Če se proteini in DNK uspešno ohranijo iz mezozojskih časov, je treba njihovo povezavo z dinozavri potrditi ne le s sekvenciranjem, ampak tudi z drugimi metodami znanstvenega raziskovanja. Na primer, vezava beljakovin na specifična protitelesa bo dokazala, da gre za beljakovine iz mehkih tkiv in ne za kontaminacijo iz zunanjih kamnin. V naših študijah smo uspeli uspešno lokalizirati kemično DNK podobno snov v kostnih celicah T. Rexa, tako da uporabimo tako DNA specifične metode kot protitelesa proti beljakovinam, povezanim z vretenčarski DNK.
5. Nazadnje, in kar je najpomembneje, je treba na vseh stopnjah kakršnih koli raziskav izvajati ustrezen nadzor. Skupaj z vzorci, iz katerih upamo pridobiti DNK, je treba raziskati tudi gostiteljske kamnine, pa tudi vse kemične spojine, ki se uporabljajo v laboratoriju. Če vsebujejo tudi zaporedja, ki nas zanimajo, potem so najverjetneje le onesnaževala.
Ali bomo kdaj lahko klonirali dinozavra?
V nekem smislu. Kloniranje, kot se običajno izvaja v laboratoriju, je vstavljanje znanega kosa DNK v bakterijske plazmide. Ta fragment se ponovi vsakič, ko se celica deli, zaradi česar nastane veliko kopij enake DNK. Druga metoda kloniranja vključuje namestitev celotnega niza DNK v sposobne celice, iz katerih je bil vnaprej odstranjen njihov lastni jedrski material. Potem se taka celica položi v organizem gostitelja in DNK darovalca začne nadzirati nastajanje in razvoj potomcev, popolnoma enaka darovalcu. Znana ovca Dolly je primer uporabe prav te metode kloniranja. Ko ljudje govorijo o "kloniranju dinozavra", ponavadi pomenijo nekaj takega. Vendar je ta postopek neverjetno zapleten in kljub nenaučni naravi te domneve oz.verjetnost, da bomo nekoč zmogli premagati vse nedoslednosti med fragmenti DNK iz kosti dinozavra in ustvariti sposobne potomce, je tako majhna, da ga razvrščam kot "ni mogoče."
A samo zato, ker je verjetnost nastanka pravega jurskega parka majhna, ni mogoče reči, da ni mogoče obnoviti prvotnega DNK dinozavra ali drugih molekul iz starodavnih ostankov. Pravzaprav bi nam te starodavne molekule lahko veliko povedale. Navsezadnje se morajo vse evolucijske spremembe najprej pojaviti v genih in se odražati v molekulah DNK. Veliko se lahko naučimo tudi o dolgoživosti molekul in vivo neposredno, ne pa skozi laboratorijske poskuse. Nazadnje nam pridobivanje molekul iz fosilnih vzorcev, vključno z dinozavri, daje pomembne informacije o izvoru in distribuciji različnih evolucijskih inovacij, kot so perje.
Pri molekularni analizi fosilov se moramo še veliko naučiti in nadaljevati moramo zelo previdno, pri čemer nikoli ne pretiravajmo prejetih podatkov. Toda iz molekul, ohranjenih v fosilih, lahko izvlečemo toliko zanimivih stvari, da si vsekakor zasluži naš trud.