För att ta dessa fascinerande mikroskopibilder, teamet avmineraliserade försiktigt små bitar av T. rex-ben för att frigöra den bevarade kärlvävnaden inuti. Provet som användes i denna studie kom från lårbenet på den berömda, nästan komplett fossilt exemplar känt som "the Nation's T. rex, ” som för närvarande visas på Smithsonian National Museum of Natural History. Kredit:Boatman et al. och Smithsonian Institute
Ett team av forskare ledda av Elizabeth Boatman vid University of Wisconsin Stout använde infraröd och röntgenavbildning och spektromikroskopi utförd vid Berkeley Labs Advanced Light Source (ALS) för att demonstrera hur mjukvävnadsstrukturer kan bevaras i dinosaurieben – för att motverka de långa stående vetenskaplig dogm att proteinbaserade kroppsdelar inte kan överleva mer än 1 miljon år.
I deras papper, nu publicerad i Vetenskapliga rapporter , teamet analyserade ett prov från en 66 miljoner år gammal Tyrannosaurus rex tibia för att ge bevis för att ryggradsdjurs blodkärl - kollagen- och elastinstrukturer som inte fossiliserar som mineralbaserat ben - kan bestå över geologisk tid genom två naturliga, proteinsammansmältande "tvärbindande" processer som kallas Fenton kemi och glykering.
Först, forskarna använde bildbehandling, diffraktion, spektroskopi, och immunhistokemi för att fastställa att strukturer som finns i provet verkligen är djurets ursprungliga kollagenbaserade vävnad. Sedan, Berkeley Labs medförfattare Hoi-Ying Holman och Sirine Fakra utförde synkrotronstrålningsbaserad Fourier-transform infraröd spektromikroskopi (SR-FTIR) för att undersöka hur de tvärbundna kollagenmolekylerna var arrangerade, och röntgenfluorescens (XRF) kartläggning för att analysera fördelningen och typerna av metall som finns i T. rex-kärl.
"SR-FTIR tar bilder och spektra av samma prov, och så kan du avslöja fördelningen av proteinveckningsmönster, som hjälper till att identifiera möjliga tvärbindningsmekanismer, sa Holman, chef för Berkeley Synchrotron Infrared Structural Biology (BSISB) Imaging Program. Fenton-kemi och glykation är båda icke-enzymatiska reaktioner - vilket innebär att de kan inträffa i avlidna organismer - som drivs av järnet som finns i kroppen.
"XRF-mikrosonden avslöjade närvaron av finkristallin goetit, ett mycket stabilt järnoxihydroxidmineral, på kärlen som sannolikt bidrog till bevarandet av organiska molekyler, sa Fakra, en ALS-forskare.
Författarna tror att de tvärbindande reaktionerna de hittade bevis på, kombinerat med det skydd som erbjuds från att omges av tätt mineraliserat ben, kan förklara hur ursprungliga mjukdelar kvarstår.
