Fossilisering är en verklig Medusa - den förvandlar levande varelser till sten. Ta förstenat trä som exempel. Om ett träd dör och begravs i sediment skyddar sedimentet träet medan mineralfyllt grundvatten sipprar igenom det. Mineralerna ersätter gradvis träet och lämnar en stenig faksimil efter sig.
Bildgalleri för dinosaurier
Samma sak händer när mer komplexa organismer, som djur, blir fossiler. Allt som är stretchigt, squishy, vattnigt eller gummiaktigt sönderfaller medan mineraler förstärker benen och förvandlar dem till sten. Även i fallet med "mumifierade" fossilfynd är den bevarade huden och andra organ inte längre mjuka. I fossiler som dessa var kroppen skyddad från förfall tillräckligt länge för att mineraler skulle ersätta mjukvävnaderna snabbare än de kunde förfalla. De mjuka vävnaderna i sig är helt borta, och bara sten finns kvar.
Åtminstone är det den konventionella visdomen. Men 2005 dök en artikel upp i tidskriften Science som utmanade de grundläggande principerna för fossilisering från första meningen:"Mjuka vävnader bevaras i bakbenselementen hos Tyrannosaurus rex " [källa:Schweitzer, 3/25/2005]. Uppsatsen fortsätter med att beskriva blodkärl, benmatris och elastiska vävnader, alla hittade någonstans där de inte borde vara.
Enligt den långvariga synen på fossilisering är närvaron av dessa typer av vävnad i ett fossil omöjligt. Tidningens främsta författare, Mary Higby Schweitzer, hade kommit till denna okonventionella slutsats genom att närma sig sin forskning på ett okonventionellt sätt. Förutom att det väckte kontroverser i det vetenskapliga samfundet fick hennes fynd konsekvenser för vissa religiösa samfund.
Så hur hittade hon stretchig vävnad i ett stenigt ben, och vad har strutsar med det att göra? Vilken typ av analys stöder hennes påstående att hon har hittat 65 miljoner år gammal mjukvävnad? Därefter ska vi ta en titt på hur Schweitzer avslöjade sina prover och vad händelsen hade att göra med detta banbrytande fynd.
Innehåll
År 2000 hittade paleontologen Bob Harmon en Tyrannosaurus rex exemplar i Hell Creek Formation, ett område i östra Montana fullt av kritfossiler [källa:Boswell]. Denna T. rex var inte särskilt stor, åtminstone så långt som Tyrannosaurus fossiler går. Men när den väl grävdes fram och lindades in i gips för frakt var den för tung för den väntande helikoptern att bära. Teamet delade fossilen i två och bröt ett av dess lårben i processen. Fragment av lårbenet tog sig till Dr. Mary Schweitzer vid North Carolina State University.
Schweitzer gjorde motsatsen till vad de flesta paleontologer gör med sina exemplar. Istället för att bevara och skydda den förstörde hon den genom att blötlägga den i en svag syra. Om hela fossilet hade gjorts av sten skulle det ha lösts upp helt. Men i de termer som används i Schweitzers tidning – medförfattare av Jennifer L. Whittmeyer, John R. Horner och Jan K. Toporski – avmineraliserades syran. exemplaret. Efter sju dagar avslöjade avmineraliseringsprocessen flera oväntade vävnader, inklusive:
Precis som blodkärlen i din kropp var de som Schweitzer upptäckte i fossilet ihåliga, flexibla och grenade. De var också transparenta och fulla av "små runda mikrostrukturer" [källa:Schweitzer, 3/25/2005]. Dessa mikrostrukturer liknade visuellt röda blodkroppar, men deras exakta natur är fortfarande oklart. Vävnaden Schweitzer hittade var fibrös, stretchig och elastisk -- efter att ha sträckts återgick den till sin normala form.
Eftersom den rådande vetenskapliga teorin kopplar ihop dinosaurier och fåglar ur en evolutionär synvinkel jämförde Schweitzer och hennes team sina prover med benen på en död struts. De fann att proverna liknade varandra. När den ses med ett svepelektronmikroskop, dinosauriens kortikala ben -- den täta delen av benet -- var nästan omöjlig att skilja från strutsens.
Det här är inte de enda upptäckterna som har kommit från dessa speciella fragment av T. rex ben. I en senare tidning meddelade Schweitzer och hennes medförfattare att de hade hittat medullärt ben [källa:Schweitzer, 6/3/2005]. Medullärt ben är en typ av ben som honfåglar använder för att lagra kalcium för att göra äggskal. Fåglar har detta ben bara när de producerar ägg -- så T. rex var tydligen hona, dräktig och på något sätt som en fågel.
Märgbenet var synligt för blotta ögat, men en senare upptäckt från provet var det inte. 2007 meddelade Schweitzer och sex medförfattare att analys av provet hade avslöjat förekomst av kollagen , ett protein som är en viktig komponent i ben och mjukvävnad. Teamet använde en masspektrometer , en enhet som analyserar massan av atomer och partiklar med magnetfält, för att bekräfta proteinets närvaro [källa:Schweitzer, 1997].
År 2008 isolerade teamet aminosyrasekvenser från provet och jämförde dem med levande organismer. Vad de hittade i T. rex ben liknade dagens kycklingar. Forskarna, denna gång ledda av Chris L. Organ, använde samma teknik på ett mastodontfossil och fann att det liknade dagens elefanter [källa:Organ].
Efter att ha isolerat några av de fragmenterade aminosyrakedjorna jämförde teamet dem med aminosyrorna hos levande djur. De hittade tre kedjor som liknade de som finns hos kycklingar och två som var jämförbara med vattensalamander och grodor [källa:Johnson].
Schweitzer och hennes kollegor har också provat samma teknik på andra fossil, med liknande resultat. Men hennes arbete är fortfarande kontroversiellt. Läs vidare för att lära dig om kritikers och anhängares reaktioner på hennes forskning.
Forskare är överens om en aspekt av Mary Schweitzers forskning. Vävnaderna hon hittade borde inte ha funnits där, åtminstone enligt grundläggande begrepp om fossilisering. På grund av detta hävdar kritiker att det Schweitzer verkligen fann var ett förorenat prov, inte ett genombrott. Över 65 miljoner år finns det gott om tid för andra livsformer att förorena benen på en dinosaurie. Fossiler kommer också i kontakt med mänskliga och andra vävnader under utgrävning. Detta innebär en utmaning för forskare som försöker bevisa att en cell, ett vävnadsprov eller en DNA-sträng kom från ett specifikt utdött djur.
Efter att Schweitzers första artikel dök upp i Science, föreslog några kritiker att hon skulle publicera det innan hon genomförde tillräckligt med analys. Schweitzer instämde i detta påstående åtminstone delvis. Hon förklarade att teamet publicerade sina resultat som ett steg för att säkra finansiering för senare arbete [källa:Yeoman].
Ett svar på Schweitzers papper från 2007 - den som rapporterade närvaron av protein - pekar på flera frågor om fynden, inklusive sannolikheten för kontaminering. Kommentaren, skriven av Mike Buckley och en rad medförfattare, noterar:
I sitt svar på kommentaren hävdar John M. Asara och Schweitzer att Buckley och hans medförfattare misstolkade uppgifterna [källa:Asara].
Schweitzers uppsats från 2008 som beskriver proteinsekvenser ger en viss tyngd åt tanken att vävnaden tillhörde T. rex och inte en orelaterad förorening. Men vissa kritiker är fortfarande inte övertygade. Till exempel citerades forskaren Christina Nielsen-Marsh av National Geographic för att säga att de beskrivna sekvenserna "inte är meningsfulla alls" [källa:Norris]. I mångas medvetande kan förekomsten av peptider i ett prov så gammalt som ett T. rex är omöjligt. Detta betyder att det enda alternativet är att proteinet kom från en annan källa.
I en artikel publicerad i tidskriften PLoS One den 20 juli 2008 hävdar forskarna Thomas G. Kaye, Gary Gaugler och Zbigniew Sawlowicz just detta. Detta team genomförde mer än 200 timmars svepelektronmikroskopanalys på en mängd olika dinosauriefossiler. Den kom till slutsatsen att Schweitzers prover innehöll framboider , och den skenbara mjuka vävnaden var i huvudsak dammskum. Genom koldatering fastställde teamet också att materialet var modernt, inte förhistoriskt [källa:Kaye et al.]. I uttalanden till National Geographic stod Schweitzer vid sina fynd och noterade bland annat att Kayes team inte tog upp nyare proteinstudier av hennes T. rex prover [källa:Roach].
Men för en annan grupp är Schweitzers fynd helt vettiga. Enligt unga jordkreationisters syn är mjukvävnad ett bevis på att fossiler inte är så gamla som forskare rapporterar. Trots allt, enligt vetenskapliga uppskattningar, T. rex fossiler är 65 miljoner år gamla. Mjuk vävnad och aminosyror bör bara vara en bråkdel av den tiden. Någon som tror att jorden är mindre än 10 000 år gammal kan se Schweitzers fynd som övertygande bevis för en ung jord snarare än en anledning att ompröva fossiliseringens natur. Men analys med radiometrisk datering -- metoden som forskare använder för att fastställa fossilernas ålder -- strider mot idén om en 10 000 år gammal jord.
I intervjuer har Schweitzer kommenterat att hennes upptäckter har berikat snarare än i konflikt med hennes kristna tro [källa:Yeoman, Fields]. Schweitzer ger hypoteser för hur vävnaden kunde ha överlevt så länge. En är att det tätt mineraliserade benet, i kombination med ännu oupptäckta geologiska eller miljömässiga processer, skyddade strukturerna inom [källa:Schweitzer, 3/25/2005]. Och oavsett om det paleontologiska samhället så småningom omfamnar eller motbevisar vävnaden i fråga, så verkar fyndet göra idéer som tidigare var omöjliga bara osannolika.
För att ta reda på mer om fossiler, paleontologiska meningsskiljaktigheter, oväntade upptäckter och relaterade ämnen, gräv dig igenom länkarna på nästa sida.
Källor
