В окаменелостях возрастом 115 миллионов лет обнаружены клетки крови динозавров

Фото из открытых источников

Группа ученых из Университета Кертина в Австралии обнаружила в неприметной кости ноги динозавра окаменелые эритроциты, а также молекулы, происходящие из крови и сохранившиеся более 100 миллионов лет.

Если это утверждение кажется вам знакомым, то это потому, что за последние несколько десятилетий несколько групп исследователей заявляли об обнаружении белков и клеток в окаменелостях динозавров. Однако эти находки было трудно воспроизвести и подтвердить, что клетки действительно принадлежали первоначальному животному, а не просто были загрязнены после смерти.

В новом исследовании идентичность предполагаемых клеток была подтверждена химическим анализом. Его результаты были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Образец, который под микроскопом выглядит как клетка крови, интересен, но одной лишь морфологии недостаточно для установления его биологического происхождения», — сказал Клити Грайс из Университета Кертина. «Наш подход объединяет микроскопические наблюдения с химическими данными, связанными со структурами. Совпадение независимых доказательств гораздо эффективнее, чем утверждение: „Это похоже на эритроцит“».

Открытие было сделано в окаменелости, найденной в шахте в Бразилии в 2008 году. Эти кости принадлежали правой ноге Aratasaurus museunacionali, небольшого тероподного динозавра, жившего около 115 миллионов лет назад.

При ближайшем рассмотрении внутри костей были обнаружены окаменелые сосудистые каналы, а внутри этих каналов команда нашла целую сокровищницу эллипсоидных микроструктур.

«При микроскопическом и химическом исследовании кости аратазавра мы обнаружили структуры, которые были удивительно похожи на клетки, имели правильный размер и располагались в нужном месте в сосудистых каналах», — сказал Грайс. «Но как учёный, я должен очень быстро смириться со скептицизмом. Чем необычнее наблюдение, тем тщательнее нужно проверять альтернативные объяснения».

Для этого группа провела ряд исследований с использованием методов визуализации, спектроскопии и молекулярного анализа предполагаемых клеток, а также материала, окружающего кости.

Например, существовала вероятность того, что микроструктуры представляли собой сохранившиеся остатки грибов или других микроорганизмов, колонизировавших кости после смерти, но до окаменения. Но если бы это было так, следовало бы ожидать увидеть следы нитей, спор, биопленок или других структур — а команда ничего подобного не обнаружила.

Геохимический анализ также не выявил следов пиритовой минерализации или осадочных зерен, которые могли бы имитировать клеточные структуры.

Отсутствие примесей, конечно, приятно, но еще лучше обнаружить присутствие соединений, связанных с клетками крови, — в частности, гема, ключевой молекулы, которая помогает клеткам крови переносить кислород.

Высокоэффективная жидкостная хроматография-масс-спектрометрия показала, что в экстракте кости преобладает гем B, что сильно отличается от молекулярных характеристик окружающей породы и, по-видимому, обусловлено фотосинтезирующими микроорганизмами.

Команда также провела элементное картирование, чтобы выяснить, какие элементы связаны с какими частями окаменелости. Было обнаружено, что клеточные микроструктуры коррелируют с железом, углеродом и азотом — потенциальными компонентами гема. Остальная часть кости состояла из фосфора, кальция, фтора и углерода.

Этот ископаемый образец, возраст которого составляет около 115 миллионов лет, является старейшим из известных примеров возможных клеток крови динозавров — предыдущие находки датировались «всего лишь» примерно 80 миллионами лет назад.

Так как же этим крошечным мягким тканям удаётся сохраняться так долго? Команда исследователей предполагает, что это во многом связано со специфическими геологическими условиями, в которых сохранился этот аратазавр : микробный слой на мелководье, практически полностью лишённом кислорода.

«Мы предполагаем, что марганцевая минерализация могла способствовать стабилизации или воспроизведению этих чрезвычайно хрупких структур в процессе окаменения», — сказал Грайс. «Вместо того чтобы представлять себе нетронутую биологическую клетку, сохранившуюся неизменной в течение 115 миллионов лет, я думаю, полезнее рассматривать взаимодействие исходной биологической структуры с окружающей геохимической средой. Это могло создать минерализованную летопись чего-то, что обычно очень быстро исчезает».

Тем не менее, как и в случае с любыми потенциально знаковыми исследованиями, важно сдерживать энтузиазм и проявлять здоровую дозу осторожности, пока ученые проводят дальнейшие исследования этого и других образцов.

«Первоочередная задача — тиражирование», — сказал Грайс. «Нам необходимо изучить дополнительные окаменелости, различные геологические условия и другие части генеалогического древа динозавров, используя взаимодополняющие микроскопические, химические и молекулярные методы. Если удастся независимо продемонстрировать аналогичные признаки, мы сможем начать задавать гораздо более масштабные вопросы о сохранности останков и, с осторожностью, о древней физиологии».

Это значит, что следующее крупное открытие, связанное с динозаврами, может произойти не случайно во время раскопок в пустыне, а благодаря куратору, роющемуся в забытом ящике.

«Меня особенно воодушевляет возможность того, что тысячи ископаемых, уже хранящихся в музейных и университетских коллекциях, потенциально могут быть исследованы заново», — сказал Грайс. «Образец, собранный несколько десятилетий назад для анатомического исследования, может также содержать молекулярную, минералогическую, изотопную и микроскопическую информацию, которую никто в то время не догадался искать».