• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Dolt liv avslöjat inuti dinosaurieben

    Centrosaurus. Kredit:Linda Bucklin/Shutterstock

    Ett av knepen du lär dig att jaga dinosaurier i Kanada är att leta efter apelsin. Dinosaurieben är matt bruna, garva, och gråa. Men mitt bland de dåliga ländernas trista sandstenar – ett torrt landskap där vind och vatten har slitit bort mycket av klippan – kommer du ibland att få en blixt av fluorescerande orange. Gå över och du kan mycket väl hitta ett dinosaurieben som vittrar ut.

    Apelsinen är lav, växer på benet. Benet ger laven ett stabilt fotfäste i det eroderande landskapet, det är poröst, lagrar fukt under torka, och full av mineraler som fosfat, avgörande för en växande lav. Det är konstigt att tänka att något som dog för 76 miljoner år sedan spelar en roll i moderna ekosystem, men livet är opportunistiskt.

    Livet finns nästan överallt på jorden. Bakterier trivs i hydrotermiska ventiler, svampar växer inuti Tjernobyl, nematodmaskar kryper under antarktiska isfält. Mest anmärkningsvärt, där finns den djupa biosfären, en stor, underjordiska mikrobiella ekosystem som börjar under våra fötter och sträcker sig in i stenkilometer under jorden. Varför skulle inte livet också bo i begravda fossiler?

    Om det gör det, som skapar problem för att identifiera det ursprungliga biologiska materialet av fossiler. Det är där vår nya forskning – ledd av min kollega Evan Saitta från Field Museum i Chicago – kommer in, ger en detaljerad titt på det organiska materialet som finns inuti dinosaurieben.

    Det är tydligt att det populära konceptet fossilisering, där benet är helt mineraliserat och ersatt med nytt material, är fel. Det mesta av det ursprungliga benmineralet – kalciumfosfat – överlever. Det är samma saker som fanns i en bostad, andas dinosaurie för miljoner år sedan.

    Lav i Dinosaur Provincial Park, Alberta. Kredit:Nick Longrich, Författare tillhandahålls

    Anmärkningsvärt, organiska molekyler kan ibland kvarstå. Forntida DNA har låtit oss rekonstruera genom från nyligen utdöda arter och upptäcka tidigare okända arter som våra kusiner Denisovans. Forntida proteiner har visat utvecklingshistorien för det utdöda däggdjuret Toxodon, och fossila pigment låter oss sätta ränder på dinosaurier och fläckar på deras ägg.

    Ännu mer anmärkningsvärda påståenden har tillkännagivits, inklusive DNA, proteiner och till och med celler och blodkärl från dinosaurieben. Men dessa är mer än en storleksordning äldre än det äldsta bekräftade DNA och proteiner, så de har blivit omtvistade. Tanken på att återvinna dinosaurievävnader och använda dinosaurie-DNA och proteiner för att rekonstruera evolutionen är lockande. Men det är oklart hur, eller om, de kan överleva tiotals miljoner år.

    Hälften av DNA i ett fossil försvinner ungefär vart 500:e år och DNA bör bli oläsligt om 1,5 miljoner år. Proteiner är mer motståndskraftiga. Det äldsta datumet för 4m år sedan, men peptidbindningarna som håller ihop ett proteins aminosyror bryts också ned med tiden, så det är oklart om de skulle kunna överleva i 75m år gamla dinosauriefossiler.

    Under tiden, levande varelser - bakterier, protister, svampar, växtrötter och nematoder — trivs under jorden. För att vara säker på att vi har dinosaurievävnader, vi måste först utesluta andra, mindre spännande möjligheter, som kontaminering av bakteriella biofilmer.

    Organiskt material hämtat från ett dinosauriefossil. Kredit:Evan Saitta, Författare tillhandahålls

    Mikrobjakt

    För att förstå källan till den biologiska materien inuti dinosauriens ben, vi lanserade en unik fältexpedition, inte för dinosaurier, men för mikrober inuti dem. Vi grävde ut en Centrosaurus benbädd i Dinosaur Provincial Park, Alberta. Steriliseringsverktyg med blekmedel, alkohol, och en blåslampa, vi slog sedan in fossiler i folie för att förhindra kontaminering. Men de var fortfarande fulla av liv, kommer inifrån benet.

    Aminosyror som extraherats från fossilerna visade livets omisskännliga signatur. Aminosyror finns i vänster- och högerhänta konfigurationer. Levande varelser gör vänsterhänta aminosyror, men efter döden, deras struktur vänder sakta fram och tillbaka, skapa en blandning av vänster- och högerhänta molekyler. Forntida aminosyror visar ett förhållande på 1:1, men benen dominerades av vänsterhänta molekyler, visar nyligen biologisk aktivitet.

    Vi studerade också kolet i benen. Levande saker tar kol från atmosfärisk CO₂, som innehåller radioaktivt kol-14. Kol-14 genomgår radioaktivt sönderfall, med hälften av dess atomer som försvinner ungefär var sjätte, 000 år. Inget detekterbart kol-14 borde överleva från 76 miljoner år sedan, men benen var fulla av det. Antingen dog dessa dinosaurier för några tusen år sedan, eller så var de förorenade av levande varelser.

    Organiskt material hämtat från ett dinosauriefossil. Kredit:Evan Saitta, Författare tillhandahålls

    För att ta reda på vad som bodde i benen, vi extraherade DNA och den relaterade molekylen RNA från fossilet. Det vi hittade var häpnadsväckande:en blomstrande gemenskap av bakterier. Benen hade 50 gånger så mycket bakteriellt DNA som de omgivande lerstenarna. De var inte tomma gravar, men vimlar av en unik mikrobiell gemenskap, en mikrobiom.

    Ben, till skillnad från rock, ha öppna ytor för märg, blodkärl och celler, som nu skapar utrymme för mikrober, och bära vatten och näringsämnen. Ben innehåller också fosfor som behövs för att göra DNA och cellmembran. Dessutom, Organiska vävnader och kärlliknande strukturer utvunna från benen – liknande de som identifierats på andra ställen som dinosaurievävnader – lyser som en julgran när de färgas med ett fluorescerande färgämne som binder till DNA. Det rikliga DNA:t tyder på att dessa organiska ämnen är gjorda av bakterier, inte dinosaurier.

    Nål i en höstack

    Att leta efter fossila organiska ämnen är lite som att leta efter en nål i en höstack. Vi har inte hävdat att nålar inte finns, men vi har gett en bättre uppfattning om hur man kan skilja nålar från sugröret. Och även om vi inte hittade dinosaurieproteiner, vi hittade något lika anmärkningsvärt, livet inuti den dinosaurien.

    Organiskt material hämtat från ett dinosauriefossil. Kredit:Evan Saitta, Författare tillhandahålls

    När vår Centrosaurus dog, dess kropp matade andra levande varelser — tyrannosaurier, flugor, skalbaggar, sedan bakterier och svampar. Men processen fortsatte långt efter döden. Mikrober skulle ha levt i dess ben efter att de begravdes under en krita översvämningsslätt, sedan när havet rullade in och dinosaurien låg hundra meter under havsbotten, ännu senare under en istidsglaciär, och slutligen, precis under dagens badlands.

    Det är ovanligt att tänka, men inuti resterna av en stor dinosaurie, små mikrobiella världar dök upp, utvecklats och försvunnit under miljontals år, i ett komplext samspel mellan levande och sedan länge döda.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com