Ученые обнаружили удивительно сохранившиеся следы крови динозавров внутри костей возрастом 115 миллионов лет, показав, что хрупкие биологические молекулы могут выжить гораздо дольше, чем считалось ранее. Этот прорыв может изменить подход исследователей к изучению доисторических животных и даже повлиять на поиск древней жизни за пределами Земли.
Международная группа во главе с Университетом Кертина обнаружила окаменелые эритроциты и химические признаки молекул крови в останках Аратазавр музейныйплотоядный динозавр-теропод, обнаруженный на северо-востоке Бразилии. Выводы, опубликованные в журнале Труды Национальной академии науктакже включают аминокислоты, связанные с коллагеном, важным структурным белком, содержащимся в костях и других соединительных тканях.
Это открытие дает первое окончательное химическое подтверждение существования молекул, полученных из гемоглобина внутри окаменелых эритроцитов динозавров. Более ранние исследования выявили структуры, напоминающие клетки крови, в древних окаменелостях, но ученые не смогли убедительно доказать наличие в них именно этих молекулярных остатков.
Кровь древнего динозавра сохранилась внутри окаменелых костей
Когда исследователи исследовали кости конечностей динозавра, они обнаружили многочисленные минерализованные эритроциты внутри сосудистых каналов, крошечных проходов, которые когда-то содержали кровеносные сосуды. Химический анализ выявил сохранившиеся молекулы гема, которые являются компонентами гемоглобина, белка, который позволяет эритроцитам переносить кислород.
Обнаружение этих молекул предоставило прямое химическое доказательство того, что окаменелость содержала остатки древней крови. Это также продемонстрировало, что некоторые биологические материалы, которые когда-то считались слишком хрупкими, чтобы выжить в течение миллионов лет, могут оставаться обнаруживаемыми в исключительных условиях.
Исследование возглавил заслуженный профессор Джона Кертина Клити Грайс, директор-основатель Центра органической и изотопной геохимии Университета Кертина и научный сотрудник-лауреат Австралийского исследовательского совета.
«Обнаружить неповрежденные молекулы гема в эритроцитах возрастом 115 миллионов лет — это потрясающе: это действительно знаковое открытие», — сказал профессор Грайс.
«Оно не только расширяет известную летопись окаменелостей крови, но и предлагает прямое молекулярное окно в физиологию давно вымерших животных, чтобы мы могли лучше понять их и мир, в котором они жили».
Как кровь динозавров сохранилась 115 миллионов лет
Необычайная сохранность, по-видимому, связана с минералом под названием гаусманнит. Этот минерал помог стабилизировать окаменелые клетки крови и сохранить их молекулярные компоненты (включая аминокислоты коллагена) на протяжении огромного периода геологического времени.
По сути, минерал создал естественную капсулу времени, которая защищала микроскопические доказательства биологии динозавра еще долгое время после его смерти.
Исследователи полагают, что условия захоронения динозавра также имели решающее значение. Они подозревают, что животное быстро покрылось осадком в среде с низким содержанием кислорода и обильной микробной активностью. Эти условия, возможно, помогли сохранить биологический материал, который в обычных условиях распался бы и исчез.
Международные исследовательские усилия объединили ученых из Школы наук о Земле и планетах Университета Кертина, Японского агентства по морским наукам и технологиям о Земле, Бразильского национального музея, Регионального университета Карири и Университета Джонса Хопкинса.
Открытие, которое бросает вызов ограничениям по сохранению ископаемых
Полученные данные бросают вызов давнему предположению палеонтологии о том, что молекулы, связанные с кровью, особенно те, которые происходят из гемоглобина, не могут сохраняться в течение таких огромных периодов времени.
Помимо подтверждения выживания древних компонентов крови, это открытие повышает вероятность того, что другие окаменелости могут содержать молекулярную информацию, которую упустили из виду традиционные исследования.
«Эти результаты бросают вызов давним предположениям о том, что некоторые биомолекулы, такие как гемоглобин, не могут выжить в глубоком времени», — сказал профессор Грайс.
«Это открывает захватывающие новые возможности для палеонтологии на молекулярном уровне, позволяя нам исследовать эволюцию крови, метаболизма и даже уровней активности у древних животных».
Такая информация может в конечном итоге помочь исследователям лучше понять, как функционировали вымершие животные, включая аспекты их метаболизма и физиологии, которые трудно восстановить только по костям.
Последствия для древней жизни за пределами Земли
Значение открытия может выходить далеко за рамки динозавров. Понимание того, как хрупкие биологические структуры могут сохраняться в течение миллионов лет, также может помочь ученым выявить возможные следы древней жизни в других экстремальных средах, в том числе за пределами Земли.
Профессор Мартин Ван Кранендонк, руководитель Школы наук о Земле и планетах Университета Кертина, сказал, что результаты меняют то, как исследователи понимают сохранение молекулярных структур в огромных временных масштабах и в суровых условиях.
Эти открытия могут быть полезны для астробиологии — области, которая исследует возможность существования жизни в других частях Вселенной. Если биологические молекулы или их химические характеристики могут сохраняться в правильных условиях более 100 миллионов лет, ученым, возможно, придется пересмотреть, где и как они ищут доказательства существования древних организмов.
«Это исследование демонстрирует, как скоординированные усилия различных учреждений, континентов и научных дисциплин могут открыть необыкновенное понимание древней жизни», — сказал профессор Ван Кранендонк.
Исследование было поддержано стипендией лауреата Австралийского исследовательского совета 2021 года, присужденной профессору Грайсу.
Исследование под названием «Гемовые подписи в минерализованных эритроцитах в сосудистых каналах кости динозавра возрастом 115 миллионов лет» было опубликовано в журнале Труды Национальной академии наук.
