Centrosaurus, släktingen Triceratops vars ben innehöll moderna mikrober. Kredit:Nobu Tamura
Dåliga nyheter, Jurassic Park-fans - oddsen för att forskare ska klona en dinosaurie från forntida DNA är i stort sett noll. Det beror på att DNA bryts ner över tiden och inte är tillräckligt stabilt för att förbli intakt i miljontals år. Och medan proteiner, molekylerna i allt levande som ger våra kroppar struktur och hjälper dem att fungera, är mer stabila, även de kanske inte kan överleva över tiotals eller hundratals miljoner år. I en ny tidning publicerad i eLife , forskare letade efter konserverat kollagen, proteinet i ben och hud, i dinosauriefossil. De hittade inte proteinet, men de hittade enorma kolonier av moderna bakterier som levde inuti dinosauriebenen.
"Det här bryter ny mark - det här är första gången vi har upptäckt detta unika mikrobiella samhälle i dessa fossila ben medan de är begravda under jorden, " säger huvudförfattaren Evan Saitta, en postdoktor vid Fältmuseet. "Och jag skulle säga att det är ytterligare en spik i kistan i tanken på att dinosaurieproteiner ska bevaras intakta."
Saitta började forska på organiska molekyler i fossiler som en del av sin doktorsavhandling vid University of Bristol. "Mitt doktorandarbete fokuserade på hur mjuka vävnader fossiliserar och hur dessa material bryts ner. Vissa molekyler kan överleva i fossilregistret, men jag misstänker att proteiner inte kan det; de är instabila på dessa tidsskalor i fossiliseringsförhållandena, " förklarar Saitta.
Dock, några paleontologer har rapporterat att de hittat dinosaurieben som innehåller exceptionellt bevarade spår av proteinet kollagen, tillsammans med mjuka vävnader som blod och benceller. "Det har skett ett ökat intresse för dessa förmodade dinosaurieproteiner, " säger Saitta. Så, han försökte självständigt verifiera förekomsten av kollagen i dinosauriefossiler.
Saitta ansträngde sig för att samla in dinosauriefossiler under så sterila förhållanden som möjligt så att nya proteiner eller bakterier inte skulle introduceras till fossilerna och förvränga resultaten. Han tog en hacka, fick syn på, blåslampa, etanol, och blekmedel, ut till Dinosaur Provincial Park i Alberta, Kanada.
En fluorescensmikroskopibild som visar upplysta moderna mikrober som tog hemvist i ett Centrosaurus-fossil. Kredit:Evan Saitta, Fältmuseet
"Det finns ett enda lager där det finns praktiskt taget mer ben än sten, det är löjligt hur koncentrerade benen är, " säger Saitta. En plats med mycket ben var nyckeln, eftersom en långsam, slingrande grävning skulle öppna fossilerna för fler chanser att bli förorenade av ytvärlden. "Att samla dessa ben på en mycket kontrollerad, sterilt sätt, du behöver en grävplats med massor av ben eftersom du måste hitta benet snabbt, avslöja bara tillräckligt med ena änden för att veta vad det är, samla sedan aseptiskt den oexponerade biten av benet och omgivande sten allt i ett." Saitta samlade in 75 miljoner år gamla fossiler från Centrosaurus - en mindre kusin till Triceratops - och tog sedan benen tillbaka till olika laboratorier för att undersöka deras organiska sammansättning .
Saitta och hans kollegor jämförde den biokemiska sammansättningen av Centrosaurus-fossilerna med moderna kycklingben, sediment från fossilplatsen i Alberta, och tusentals år gamla hajtänder som sköljde upp på stranden av Saittas hemstad Ponte Vedra Beach, Florida. "Vi besökte flera labb, och de olika teknikerna gav oss konsekventa och lätttolkbara resultat, antyder att den aseptiska insamlingen var tillräcklig, " säger Saitta. De fann att Centrosaurus-fossilerna inte verkade innehålla kollagenproteinerna i färska ben eller de mycket yngre hajtänderna. Men de hittade något annat:"Vi ser massor av bevis på nya mikrober, " förklarar Saitta. "Det är helt klart något organiskt i dessa ben." Och eftersom laboratoriet indikerar att Saittas antikontamineringsåtgärder fungerade, dessa organiska material måste ha kommit dit naturligt.
"Vi hittade dött organiskt kol som inte är radiokol, senaste aminosyror, och DNA i benet – det är ett tecken på att benet är värd för ett modernt mikrobiellt samhälle och ger tillflykt, säger Saitta. Han tänker, som andra tidigare har föreslagit, att de moderna mikroberna och deras sekret, kallas biofilm, är sannolikt vad andra forskare har sett i fossiler och rapporterat som dinosaurie mjuka vävnader. "Jag misstänker att om vi började göra den här typen av analyser med andra exemplar, det skulle börja förklara några av de så kallade upptäckterna av dinosaurier av mjukvävnad, " han säger.
Förvånande, de moderna mikroberna som finns i dinosauriebenen är inte riktigt samma vanliga bakterier som lever i den omgivande stenen. "Det är en mycket ovanlig gemenskap, " säger Saitta. "Trettio procent av sekvenserna är relaterade till Euzebya, som bara rapporteras från platser som etruskiska gravar och skalet av sjögurkor, så vitt jag vet."
Saitta och hans kollegor är inte säkra på varför just dessa mikrober lever i dinosauriens ben, men han är inte chockad över att bakterier dras till fossilerna. "Fossila ben innehåller fosfor och järn, och mikrober behöver dem som näringsämnen. Och benen är porösa - de suger upp fukt. Om du var en bakterie som lever i marken, du skulle förmodligen vilja leva i ett dinosaurieben, " säger han. "De här bakterierna trivs helt klart i dessa ben."
Upptäckten kan hjälpa till att främja det framväxande området molekylär paleontologi, säger Saitta. "Det är en av de nya gränserna för modern paleontologi. Vi börjar bedriva en helt annan sorts fossiljakt. Vi letar inte bara efter ben och tänder, hoppas att hitta nya arter, vi bedriver molekylär fossiljakt – det öppnar upp en helt ny linje av bevis för att studera livet i det förflutna. Molekylära fossiler kan berätta saker vi aldrig trodde att vi skulle kunna undersöka. Att skilja det som är modernt från det som är gammalt är viktigt."