Lige siden University of North Carolina paleontolog Mary Schweitzer opdagede deres bløde væv i dinosaurfossiler, har moderne videnskab om gamle væsner spekuleret på, om vi nogensinde kan finde ægte dinosaur-DNA? Og hvis ja, vil vi ikke være i stand til at genskabe disse fantastiske dyr med dens hjælp?
Det er ikke let at give klare svar på disse spørgsmål, men Dr. Schweitzer accepterede ikke desto mindre at hjælpe os med at forstå, hvad vi ved i dag om det genetiske materiale fra dinosaurier, og hvad vi kan stole på i fremtiden.
Kan vi hente DNA fra fossiler?
Dette spørgsmål skal forstås som "kan vi få dinosaur-DNA"? Knogler er sammensat af mineralet hydroxyapatit, som har så høj affinitet for DNA og mange proteiner, at det aktivt bruges i laboratorier i dag til at rense deres molekyler. Dinosauriernes knogler har ligget i jorden i 65 millioner år, og sandsynligheden er ret stor, at hvis du aktivt begynder at lede efter DNA-molekyler i dem, er det meget muligt at finde dem. Simpelthen fordi nogle biomolekyler kan holde sig til dette mineral som velcro. Problemet vil imidlertid ikke være så meget blot at finde DNA i dinosaureben som at bevise, at disse molekyler hører til dinosaurer og ikke kommer fra nogen anden mulig kilde.
Vil vi nogensinde være i stand til at genvinde ægte DNA fra en dinosaureben? Det videnskabelige svar er ja. Alt er muligt, indtil andet er bevist. Er vi nu i stand til at bevise umuligheden ved ekstraktion af dinosaur-DNA? Nej, de kan ikke. Har vi allerede et ægte dinosaur-genmolekyle? Nej, dette spørgsmål er stadig åbent.
Hvor længe kan DNA bevares i den geologiske registrering, og hvordan kan man bevise, at det hører til en dinosaur, og ikke kom ind i en prøve allerede i laboratoriet sammen med noget forurenende stof?
Mange forskere mener, at DNA har en ret kort holdbarhed. Efter deres mening vil disse molekyler sandsynligvis ikke vare længere end en million år, og bestemt ikke mere end fem til seks millioner år i bedste fald. Denne position fratager os ethvert håb om at se DNA fra skabninger, der levede for over 65 millioner år siden. Men hvor kom disse tal fra?
Salgsfremmende video:
Forskere, der arbejder med dette problem, lagde DNA-molekyler i varm syre og tidsbestemte den tid, det tog for dem at henfalde. Høj temperatur og surhed er blevet anvendt som erstatninger i lange perioder. I henhold til forskernes fund, falder DNA ret hurtigt. Resultaterne af en sådan undersøgelse, der sammenlignede antallet af DNA-molekyler, der med succes blev ekstraheret fra prøver i forskellige aldre - fra flere hundrede til 8000 år - viste, at antallet af ekstraherede molekyler falder med alderen. Forskere har endda været i stand til at simulere "forfaldsfrekvensen" og forudsagde, selvom de ikke bekræftede denne påstand, at det er yderst usandsynligt at finde DNA i kridtben. Ironisk nok viste denne samme undersøgelse, at alder alene ikke kan forklare nedbrydningen eller konserveringen af DNA.
På den anden side har vi fire uafhængige bevislinjer for, at molekyler, der kemisk ligner DNA, kan lokalisere i cellerne i vores egne knogler, og dette er i god overensstemmelse med at forvente sådanne fund i dinosaurknogler. Så hvis vi udvinder DNA fra knogler, der tilhører dinosaurer, hvordan kan vi være sikre på, at dette ikke er resultatet af senere forurening?
Ideen om, at DNA kan vare så længe, har en ret slank chance for succes, så enhver påstand om at finde eller genvinde ægte dinosaur-DNA skal opfylde de strengeste kriterier. Vi tilbyder følgende:
1. DNA-sekvensen isoleret fra knoglen skal matche det, der ville forventes, baseret på andre data. I dag er der over 300 tegn, der forbinder dinosaurer med fugle, og som overbevisende beviser, at fugle udviklede sig fra theropod-dinosaurier. Derfor bør DNA-sekvenserne af dinosaurer opnået fra deres knogler være mere ligner det genetiske materiale fra fugle end DNA'et fra krokodiller, mens de adskiller sig fra begge. De vil også være forskellige fra alt DNA, der kommer fra moderne kilder.
2. Hvis dinosaur-DNA er reelt, vil det åbenlyst være meget fragmenteret og vanskeligt at analysere med vores nuværende metoder, designet til at sekvensere sundt og lykkeligt moderne DNA. Hvis "Tirex DNA" viser sig at være sammensat af lange strenge, der er relativt lette at dechiffrere, så har vi mest sandsynligt at gøre med forurening og ikke ægte dinosaur-DNA.
3. DNA-molekylet betragtes som mere skrøbeligt sammenlignet med andre kemiske forbindelser. Derfor, hvis autentisk DNA er til stede i materialet, skal der være andre, mere holdbare molekyler, for eksempel kollagen. Samtidig bør forbindelsen med fugle og krokodiller også spores i molekylerne i disse mere stabile forbindelser. Derudover kan der i fossilmaterialet findes lipider, der udgør cellemembraner. Lipider er i gennemsnit mere stabile end proteiner eller DNA-molekyler.
4. Hvis proteiner og DNA er blevet bevaret med succes fra den mesozoiske tid, skal deres forbindelse med dinosaurer bekræftes ikke kun ved sekventering, men også ved andre metoder til videnskabelig forskning. F.eks. Vil bindende proteiner til specifikke antistoffer bevise, at disse faktisk er blødt vævsproteiner og ikke kontaminering fra eksterne klipper. I vores undersøgelser var vi i stand til med succes at lokalisere et kemisk DNA-lignende stof inde i T. Rex knogleceller ved hjælp af både DNA-specifikke metoder og antistoffer mod proteiner forbundet med hvirveldyr-DNA.
5. Endelig, og måske vigtigst, bør der anvendes korrekt tilsyn i alle faser af enhver forskning. Sammen med prøverne, hvorfra vi håber at udvinde DNA, er det nødvendigt at undersøge værtsbergarterne samt alle kemiske forbindelser, der anvendes i laboratoriet. Hvis de også indeholder sekvenser af interesse for os, er de sandsynligvis kun forurenende stoffer.
Så vil vi nogensinde være i stand til at klone en dinosaur?
I en vis forstand. Kloning er, som det almindeligt gøres i laboratoriet, indsættelsen af et kendt stykke DNA i bakterieplasmider. Dette fragment gentages hver gang en celle deles, hvilket resulterer i mange kopier af identisk DNA. En anden metode til kloning involverer anbringelse af et helt sæt DNA i levedygtige celler, hvorfra deres eget nukleare materiale er blevet fjernet på forhånd. Derefter anbringes en sådan celle i værtens organisme, og donorens DNA begynder at kontrollere dannelsen og udviklingen af afkom, der er helt identiske med donoren. Den berømte får fra Dolly er et eksempel på brugen af netop denne kloningsmetode. Når folk taler om "kloning af en dinosaur," betyder de normalt noget lignende. Denne proces er imidlertid utroligt kompliceret, og på trods af denne antagelses uvidenskabelige karakter,sandsynligheden for, at vi en dag vil være i stand til at overvinde alle uoverensstemmelser mellem DNA-fragmenter fra dinosaureben og producere levedygtige afkom, er så lille, at jeg klassificerer det som "ikke muligt."
Men bare fordi sandsynligheden for at oprette en ægte Jurassic Park er sparsom, kan det ikke siges, at det er umuligt at gendanne det originale dinosaur-DNA selv eller andre molekyler fra gamle rester. Faktisk kunne disse gamle molekyler fortælle os meget. Når alt kommer til alt skal alle evolutionære ændringer først ske i gener og afspejles i DNA-molekyler. Vi kan også lære meget om molekylers levetid direkte in vivo snarere end gennem laboratorieeksperimenter. Endelig giver nyttiggørelse af molekyler fra fossile prøver, inklusive dinosaurer, os vigtige oplysninger om oprindelsen og distributionen af forskellige evolutionære innovationer, såsom fjer.
Vi har stadig meget at lære i molekylær analyse af fossiler, og vi skal fortsætte med den største omhu og aldrig overvurdere de data, vi modtager. Men vi kan udtrække så mange interessante ting fra molekylerne, der er konserveret i fossilerne, at det bestemt fortjener vores indsats.