Chinese wetenschappers hebben perfect bewaarde dinosauruskraakbeencellen van 125 miljoen jaar oud geïsoleerd. De cellen bevatten kernen met resten van organische moleculen en chromatine.
Het onderzoek is gepubliceerd in Communications Biology.
De dinosaurus, Caudipteryx genaamd, was een alleseter, klein van formaat als een pauw met lange staartveren. Hij toerde langs de oevers van de ondiepe meren van Jehol Biota in de provincie Liaoning tijdens het vroege Krijt.
"Geologische gegevens hebben zich in de loop der jaren verzameld en tonen aan dat het behoud van fossielen in de Biota Jehol uitsluitend te danken is aan de fijne vulkanische as die de lijken begraaft en bewaart tot op cellulair niveau", zei co-auteur van het onderzoek Li Zhiheng, een medewerker professor aan het Institute of Paleontology and Paleoanthropology of Vertebrates (IVPP) van de Chinese Academie van Wetenschappen.
Paleontologen verwijderen een stukje distaal gewrichtskraakbeen van het rechterdijbeen van dit exemplaar, ontkalken het en gebruiken verschillende microscopische en chemische methoden om het te analyseren. Ze begrijpen dat alle cellen worden gemineraliseerd door verkiezeling (verrijking met silica, kwarts) na de dood van het dier. Deze verkiezeling maakte hoogstwaarschijnlijk het uitstekende behoud van deze cellen mogelijk.
De onderzoekers vonden ook twee hoofdtypen cellen: cellen die gezond waren op het moment van fossilisatie, en minder gezonde cellen die poreus waren en die het proces van fossilisatie begonnen terwijl de dinosaurus stierf.
"Het is mogelijk dat deze cellen dood waren voordat het dier stierf", legt Alida Bailleul, universitair hoofddocent bij IVPP en co-auteur van het onderzoek, uit.
Celdood is een proces dat van nature plaatsvindt gedurende het hele leven van alle dieren. Maar het vermogen om een gefossiliseerde cel op een specifieke locatie in de celcyclus te plaatsen, is iets geheel nieuws in de paleontologie. Dit is een van de doelen van IVPP-wetenschappers: celbeelden in fossielen verbeteren.
Het team isoleerde ook enkele cellen en kleurde ze met een chemische stof die wordt gebruikt in biologische laboratoria, hematoxyline genaamd. Van deze paarse chemische stof is bekend dat het bindt aan celkernen. Na het kleuren van het dinosaurusmateriaal vertoonde een dinosauruscel een paarse kern met enkele donkerdere paarse draden. Dit betekent dat een 125 miljoen jaar oude dinosauruscel zo'n goed bewaarde kern heeft dat hij enkele van de oorspronkelijke biomoleculen en chromatinestrengen behoudt.
Chromatine in de cellen van alle levende organismen op aarde bestaat uit dicht opeengepakte DNA-moleculen. De resultaten van deze studie bieden dus voorlopige gegevens die suggereren dat overblijfselen van het oorspronkelijke dinosaurus-DNA nog steeds bewaard kunnen worden. Maar om dat te verifiëren, heeft het team nog veel werk te doen en gebruikt het chemische methoden die veel geavanceerder zijn dan de kleuring die in het onderzoek werd gebruikt.
“Laten we eerlijk zijn, we zijn duidelijk geïnteresseerd in gefossiliseerde celkernen, want daar zou het meeste DNA moeten zitten als het DNA bewaard blijft”, zegt Alida Baileul. Vorig jaar publiceerde ze nog een studie die de uitzonderlijke bewaring van nucleaire en biomoleculen in de kraakbeencellen van een Montana-dinosaurus aantoont. We hebben dus goede voorlopige gegevens, zeer opwindende gegevens, maar we beginnen de cellulaire biochemie in zeer oude fossielen nog maar net te begrijpen. Vanaf nu moeten we harder werken. “
Het team dringt erop aan dat er nog veel meer analyses worden gedaan en zelfs nieuwe methoden worden ontwikkeld om de processen te begrijpen die het mogelijk maken dat biomoleculen in dinosauruscellen worden bewaard, omdat niemand ooit met succes dinosaurus-DNA heeft gesequenced.
Sequencing wordt gebruikt om te bevestigen of oud DNA in fossielen bewaard is gebleven. Tot nu toe heeft deze methode alleen gewerkt voor jonge fossielen (niet veel ouder dan ongeveer een miljoen jaar), maar nooit voor dinosaurusmateriaal. Dinosaurussen worden als te oud beschouwd om DNA te behouden. Chemische gegevens verzameld door wetenschappers van IVPP en STM laten anders zien.
Hoewel er meer gegevens moeten worden verzameld, toont deze studie zeker aan dat 125 miljoen jaar oude fossiele dinosauruscellen niet als 100% steen kunnen worden beschouwd. Ze zijn niet helemaal "versteend". Ze kunnen nog resten van organische moleculen bevatten. Het is nu van vitaal belang om te begrijpen wat deze moleculen precies zijn, of er biologische informatie en DNA-resten bewaard zijn gebleven.
Foto: Reconstructie van Biota Jehol en een goed bewaard exemplaar van Caudipteryx. Krediet: Zheng Qiuyang
Referentie: Zheng, X. et al. Nucleaire conservering in het kraakbeen van de Jehol-dinosaurus Caudipteryx. Communicatiebiologie (2021). DOI: 10.1038 / s42003-021-02627-8
Bron: Organische molecuulresten gevonden in de kernen van oude dinosauruscellen
Chinese Wetenschapsacademie
