Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der North Carolina State University haben Beweise für konservierte Fragmente von Proteinen und scheinbaren Chromosomen innerhalb isolierter zellähnlicher Mikrostrukturen im Knorpel eines Entenschnabel-Saurierbabys gefunden. Die Ergebnisse unterstützen die Idee, dass diese ursprünglichen Moleküle für Dutzende von Millionen von Jahren persistieren können.
Diese Studie wird von Dr. Alida Bailleul (Institut für Paläontologie und Paläoanthropologie der Wirbeltiere, Chinesische Akademie der Wissenschaften) und Dr. Mary Schweitzer (North Carolina State University, NC Museum of Natural Sciences, Universität Lund und Museum of the Rockies) geleitet. Die mikroskopischen Analysen der Schädelfragmente dieser Nestbau-Dinosaurier wurden von Alida Bailleul im Museum of the Rockies durchgeführt.
In einem Fragment bemerkte sie einige hervorragend erhaltene Zellen in konserviertem, verkalktem Knorpelgewebe an den Randbereichen eines Knochens. Zwei Knorpelzellen waren noch durch eine interzelluläre Brücke miteinander verbunden, was morphologisch mit dem Ende der Zellteilung übereinstimmte (siehe linkes Bild unten). Im Inneren war auch dunkles Material sichtbar, das einem Zellkern ähnelte. Eine Knorpelzelle enthielt dunkle längliche Strukturen, die morphologisch mit den Chromosomen übereinstimmen (mittleres Bild unten).
“Ich konnte es nicht glauben, mein Herz hörte fast auf zu schlagen”.
sagt Bailleul.
Bailleul und Schweitzer versuchten zusammen mit der Laborleiterin Wenxia Zheng festzustellen, ob auch in diesem Dinosaurierknorpel ursprüngliche Moleküle erhalten geblieben sein könnten. Das Team führte immunologische und histochemische Analysen am Schädel eines anderen Hypacrosaurus durch, der auf demselben Nistplatz in Schweitzers Labor in North Carolina geboren wurde.
Links sind zwei Zellen am Ende der Zellteilung zu sehen, deren Material mit kondensierten Kernen übereinstimmt.
Im mittleren Teil zeigt ein stark vergrößertes Bild einer weiteren Zelle Chromosomen.
Rechts ist eine isolierte Dinosaurier-Knorpelzelle zu sehen, die mit der DNA-Färbung Propidiumjodid (roter Punkt, im Inneren der Zelle) reagiert. Diese Färbung deutet darauf hin, dass in dieser 75 Millionen Jahre alten Knorpelzelle noch immer körpereigene Dinosaurier-DNA vorhanden ist.
(Fotos: Alida Bailleul und Wenxia Zheng / Bildnachweis: Science China Press)
Das Team fand heraus, dass die organische Matrix, die die versteinerten Knorpelzellen umgibt, auf Antikörper von Kollagen II, dem dominierenden Protein im Knorpel aller Wirbeltiere, reagierte. “Dieser immunologische Test unterstützt das Vorhandensein von Resten der ursprünglichen Knorpelproteine in diesem Dinosaurier”, sagt Schweitzer.
Die Forscher isolierten auch einzelne Hypacrosaurus-Knorpelzellen und wendeten zwei DNA-Färbungen an, DAPI (4′,6-Diamidino-2-Phenylindol) und PI (Propidiumiodid). Diese knüpfen eine spezifische Bindung an DNA-Fragmente in vorhandenem Material und einige der isolierten Dinosaurierzellen zeigten eine interne, positive Bindung in demselben Muster wie in modernen Zellen. Dies deutet darauf hin, dass einige ursprüngliche Dinosaurier-DNA erhalten geblieben ist (siehe unten, rechtes Bild).
“Diese neuen aufregenden Ergebnisse tragen zu den wachsenden Beweisen dafür bei, dass Zellen und einige ihrer Biomoleküle in der Tiefe fortbestehen können. Sie deuten darauf hin, dass die DNA für Dutzende von Millionen von Jahren erhalten bleiben kann und wir hoffen, dass diese Studie Wissenschaftler, die an alter DNA forschen, dazu ermutigt, die derzeitigen Grenzen zu erweitern und neue Methoden anzuwenden, um all die unbekannten molekularen Geheimnisse, die alte Gewebeteile enthalten, aufzudecken”, sagt Bailleul.
Die Möglichkeit, dass die DNA für Dutzende von Millionen Jahren überleben kann, wird von der wissenschaftlichen Gemeinschaft derzeit nicht anerkannt. Vielmehr wird auf der Grundlage kinetischer Experimente und Modellierung allgemein akzeptiert, dass die DNA weniger als 1 Million Jahre überlebt. Diese neuen Daten unterstützen andere Ergebnisse, die darauf hindeuten, dass DNA in irgendeiner Form in mesozoischen Geweben persistieren kann, und legen den Grundstein für zukünftige Bemühungen, DNA aus anderen sehr alten Fossilien in Laboratorien weltweit zu gewinnen und zu sequenzieren.
Veröffentlichung: Alida M Bailleul et al, Evidence of proteins, chromosomes and chemical markers of DNA in exceptionally preserved dinosaur cartilage, National Science Review (2019). DOI: 10.1093/nsr/nwz206
Quelle: off. Pm der Science China Press
Titelbildunterschrift: Rekonstruktion des Nistplatzes von Hypacrosaurus stebingeri aus der Two Medicine Formation von Montana. In der Mitte ist ein verstorbener Hypacrosaurus zu sehen, der mit der Rückseite seines Schädels in flachem Wasser eingebettet ist. Auf der rechten Seite ist ein trauernder Erwachsener dargestellt. (Ill.: von Michael Rothman./ Quellennachweis: Science China Press)
Pia Gaupels
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