Forskare från North Carolina State University, Lunds universitet i Sverige och University of Hyogo i Japan har hämtat originalpigment, beta-keratin och muskelproteiner från en 54 miljoner år gammal havssköldpadda som kläcks. Arbetet lägger till den växande mängden bevis som stöder beständigheten hos ursprungliga molekyler under miljontals år och ger också direkta bevis för att en pigmentbaserad överlevnadsegenskap som är gemensam för moderna havssköldpaddor utvecklades för minst 54 miljoner år sedan.
Tasbacka danica är en art av havssköldpadda som levde under eocenperioden, mellan 56 och 34 miljoner år sedan. 2008 en extremt välbevarad T. danica kläckning återfanns från Für-formationen på Jylland, Danmark. Provet var mindre än 3 tum (74 millimeter) långt. 2013 upptäckte paleontologen Johan Lindgren vid Lunds universitet mjukdelsrester från ett område beläget nära havssköldpaddans vänstra "axel". Han samlade fem små prover för biomolekylär analys.
Skalen på moderna havssköldpaddor är mörkfärgade - denna pigmentering ger dem skydd mot rovdjur från luften (som måsar) när de flyter på havsytan för att andas. Eftersom sköldpaddor är reptiler, och därför kallblodig, den mörka färgen tillåter dem också att absorbera värme från solljus och reglera sin kroppstemperatur. Denna förhöjda kroppstemperatur möjliggör också snabbare tillväxt, minskar den tid de är sårbara vid havsytan.
De T. danica kläckande exemplar verkade dela denna färg med sina levande motsvarigheter. Forskarna observerade runda organeller i fossilet som kunde vara melanosomer, pigmenthaltiga strukturer i huden (eller epidermis) som ger sköldpaddsskal deras mörka färg.
För att bestämma den strukturella och kemiska sammansättningen av de mjuka vävnaderna Lindgren samlade in och se om den fossila havssköldpaddan hade ett mörkt skal, forskarna utsatte provet för ett urval av högupplösta analytiska tekniker, inklusive svepelektronmikroskopi med fältemissionspistol (FEG-SEM), transmissionselektronmikroskopi (TEM), in situ immunhistokemi, time-of-flight sekundär jonmasspektrometri (ToF-SIMS), och infraröd (IR) mikrospektroskopi.
Lindgren utförde ToF-SIMS på proverna för att bekräfta förekomsten av hem, eumelanin och proteinhaltiga molekyler - komponenterna i blod, pigment och protein.
Medförfattare Mary Schweitzer, professor i biologiska vetenskaper vid NC State med en gemensam utnämning vid North Carolina Museum of Natural Sciences, utförde histokemiska analyser av provet, fann att den testade positivt mot antikroppar för både alfa- och betakaratin, hemoglobin och tropomyosin, ett muskelprotein. TEM, utförd av University of Hyogo evolutionsbiolog Takeo Kuriyama, och Schweitzers immunogoldtestning bekräftade resultaten ytterligare.
I slutet, bevisen pekade på att dessa molekyler var original för provet, bekräftar att dessa forntida sköldpaddor delade ett pigmentbaserat överlevnadsdrag med sina moderna bröder.
"Närvaron av eukaryot melanin i en melanosom inbäddad i en keratinmatris utesluter kontaminering av mikrober, eftersom mikrober inte kan göra eukaryot melanin eller keratin, "Säger Schweitzer. "Så vi vet att dessa ungar hade den mörka färgen som är vanlig för moderna havssköldpaddor.
"Datan stöder inte bara bevarandet av flera proteiner, men föreslår också att färgning användes för fysiologi så långt tillbaka som eocen, på samma sätt som det är idag."
