Scienziati cinesi hanno isolato cellule di cartilagine di dinosauro perfettamente conservate, vecchie di 125 milioni di anni. Le cellule contengono nuclei con residui di molecole organiche e cromatina.
Lo studio è pubblicato su Communications Biology.
Il dinosauro, chiamato Caudipteryx, era onnivoro, di piccole dimensioni come un pavone con lunghe penne della coda. Ha visitato le rive dei laghi poco profondi di Jehol Biota nella provincia di Liaoning durante il primo Cretaceo.
"I dati geologici si sono accumulati nel corso degli anni e mostrano che la conservazione dei fossili nel Biota Jehol è dovuta esclusivamente alla fine cenere vulcanica che seppellisce i cadaveri e li conserva a livello cellulare", ha affermato il coautore dello studio Li Zhiheng, un associato professore all'Istituto di Paleontologia e Paleoantropologia dei Vertebrati (IVPP) dell'Accademia Cinese delle Scienze.
I paleontologi rimuovono un pezzo di cartilagine articolare distale dal femore destro di questo campione, lo decalcificano e utilizzano vari metodi microscopici e chimici per analizzarlo. Capiscono che tutte le cellule vengono mineralizzate dalla silicizzazione (arricchimento con silice, quarzo) dopo la morte dell'animale. Questa silicizzazione molto probabilmente ha permesso l'ottima conservazione di queste cellule.
I ricercatori hanno anche scoperto due tipi principali di cellule: cellule sane al momento della fossilizzazione e cellule meno sane che erano porose e che hanno iniziato il processo di fossilizzazione mentre il dinosauro stava morendo.
"È possibile che queste cellule fossero morte prima che l'animale morisse", spiega Alida Bailleul, professore associato dell'IVPP e coautore dello studio.
La morte cellulare è un processo che avviene naturalmente durante tutta la vita di tutti gli animali. Ma la capacità di adattare una cellula fossilizzata in un punto specifico del ciclo cellulare è qualcosa di completamente nuovo in paleontologia. Questo è uno degli obiettivi degli scienziati dell'IVPP: migliorare le immagini delle cellule nei fossili.
Il team ha anche isolato alcune cellule e le ha colorate con una sostanza chimica utilizzata nei laboratori biologici chiamata ematossilina. Questa sostanza chimica viola è nota per legarsi ai nuclei cellulari. Dopo aver colorato il materiale del dinosauro, una cellula di dinosauro ha mostrato un nucleo viola con alcuni fili viola più scuri. Ciò significa che una cellula di dinosauro di 125 milioni di anni ha un nucleo così ben conservato che conserva alcune delle biomolecole originali e dei filamenti di cromatina.
La cromatina nelle cellule di tutti gli organismi viventi sulla Terra è costituita da molecole di DNA strettamente imballate. Pertanto, i risultati di questo studio forniscono dati preliminari che suggeriscono che i resti del DNA originale del dinosauro possono ancora essere conservati. Ma per verificare proprio questo, il team ha ancora molto lavoro da fare e utilizza metodi chimici molto più sofisticati della colorazione utilizzata nello studio.
"Siamo onesti, siamo ovviamente interessati ai nuclei cellulari fossilizzati, perché è lì che dovrebbe essere la maggior parte del DNA se il DNA è preservato", afferma Alida Baileul. L'anno scorso ha pubblicato un altro studio che mostra l'eccezionale conservazione del nucleare e delle biomolecole nelle cellule della cartilagine di un dinosauro del Montana. Quindi, abbiamo buoni dati preliminari, dati molto interessanti, ma stiamo appena iniziando a capire la biochimica cellulare in fossili molto antichi. D'ora in poi, dobbiamo lavorare di più. “
Il team insiste sul fatto che vengano fatte molte più analisi e che vengano sviluppati anche nuovi metodi per comprendere i processi che possono consentire la conservazione delle biomolecole nelle cellule dei dinosauri, perché nessuno ha mai sequenziato con successo il DNA dei dinosauri.
Il sequenziamento viene utilizzato per confermare se il DNA antico è conservato nei fossili. Finora, questo metodo ha funzionato solo per i fossili giovani (non molto più vecchi di circa un milione di anni), ma non ha mai funzionato per il materiale dei dinosauri. I dinosauri sono considerati troppo vecchi per preservare il DNA. I dati chimici raccolti dagli scienziati di IVPP e STM mostrano il contrario.
Sebbene sia necessario raccogliere più dati, questo studio mostra sicuramente che le cellule di dinosauro fossile di 125 milioni di anni non possono essere considerate pietre al 100%. Non sono completamente "pietrificati". Possono ancora contenere residui di molecole organiche. Ora è fondamentale capire esattamente cosa sono queste molecole, se sono state conservate informazioni biologiche e detriti di DNA.
Foto: Ricostruzione del Biota Jehol e di un esemplare ben conservato di Caudipteryx. Attestazione: Zheng Qiuyang
Riferimento: Zheng, X. et al. Conservazione nucleare nella cartilagine del dinosauro Jehol Caudipteryx. Biologia delle comunicazioni (2021). DOI: 10.1038 / s42003-021-02627-8
Fonte: resti di molecole organiche trovati nei nuclei di antiche cellule di dinosauro
Accademia Cinese delle Scienze
