Új módszerrel vizsgálhatók a kövületek, ősmaradványok, új ablak nyílik a múltra

2020 / 07 / 14 / Justin Viktor

#őslénytan #Jasmina Wiemann #Derek Briggs #Jason Crawford

Új módszerrel vizsgálhatók a kövületek, ősmaradványok, új ablak nyílik a múltra

Őslénykutatók az utóbbi időben több épségben megőrződött lágyszövetet is találtak fosszíliákban, és lassan ezek megőrződésének titkai is napvilágot látnak. A csontvázak kora után megérkezett a biokémiai „aláírások” új világa, melyek a paleontológusok nagy örömére mindenféle ősi kövületben megtalálhatóak, új betekintést biztosítva a nagy evolúciós rejtélyekbe.

Tulli szörnyeteg

Egy frissen megjelent tanulmányban a Yale Egyetem kutatói új megközelítést vázoltak fel a biológiai aláírások megtalálására, melyekről sokáig azt gondolták, hogy elvesztek a fosszilizáció során. Az új megközelítés máris értékes információval szolgált az első vizsgált dinoszaurusztojásokat körülvevő lágy héjról, és megmutatta, hogy a Tulli szörnyeteg néven ismert ősi lény nagyon szokatlan gerinces lehetett.

A Tullimonstrum gregarium , egy kihalt állat kövülete a milánói Természettudományi Múzeumban (Kép: Wikipédia)

"Felfedeztük, hogy a molekuláris, széntartalmú maradványok szinte mindig megtartják a fosszilis anyagok mikroszkopikus nyomát" - mondta Jasmina Wiemann, a Yale Föld- és Bolygótudományi Tanszékének posztgraduális hallgatója, a tanulmány első szerzője. "A fosszilis szerves anyag a dolgok vad keveréke, amely az eredeti biomolekulák kémiai bomlástermékein alapul."

A Yale paleontológusával, Derek Briggs-szel és vegyészével Jason Crawforddal, a tanulmány két társszerzőjével együttműködve Wiemann

113 állati kövület molekuláris összetételét elemezte, 541 millió évvel ezelőttről. Ez a legnagyobb fosszilis adatkészlet, amelyet valaha kémiai úton analizáltak.

Az állati szövetek molekuláris összetételének változása a geológiai idő függvényében. Fosszilis és modern állati minták (n = 96) in situ Raman spektrumainak (A) ChemoSpace PCA és diszkriminancia analízise (DA), az egyes szövettípusok átlaga alapján (1. sávkészlet). A PC 1 és a PC 2 meghatároz egy fő összetevőt, amelyen a funkcionális sokféleség mérését (z tengely) ábrázolják minden modern és fosszilis állati szövet típushoz. A kék oszlopok a változatlan biomolekulákat képviselik a modern szövetekben (megfelelnek a kék domború héjnak), a narancssárga oszlopok pedig a fosszilis szövetekben lévő biomolekuláris fosszilizációs termékeket (narancssárga domború héj) képviselik. A strukturális biomolekulák funkcionális diverzitása a modern szövetekben magas, míg a különféle fosszilis szövetekben sokkal alacsonyabb. A piros vektor nyíl jelzi a molekuláris összetételben (a PCA-ban és a DA-ban visszanyert) általános pályát, majd a mintákat követi a fossziliizáció során, és azonosítja a glikoxidáció és a lipoxidáció folyamatát. (B-től D-ig) Strukturális biomolekulák a modern szövetekben, jelölt funkcionális csoportokkal. (B) Fehérje, egy tripeptid, amely a lizint, a ciszteint és a valint tartalmazza. (C) lipid. (D) Cukor (a glikozaminoglikán kitin). A színes körök jelzik a biopolimer meghosszabbodásait. (Kép: Yale)

Lágyszövet, amerre csak néztek

Megdöbbentő módon mindenütt, rengeteg lágy szövetet találtak, amelyek polimerekké fosszilizálódtak. Ezeknek a polimereknek és az általuk képviselt lágyszöveteknek a felismerése segíthet a kutatóknak meghatározni, hogy a különféle állatok hogyan kapcsolódnak egymáshoz az evolúciós történelem során.

"Megmutatjuk, hogy a fehérjék, lipidek és cukrok a fosszilizáció során az összes állati szövetben összeállnak, olyan folyamatok révén, mint a lipoxidáció és a glikoxidáció, majd végül polimereket képeznek" - mondta Briggs, a Yale Egyetem Művészetek és Tudományok karának G. Evelyn Hutchinson geológia és geofizika professzora.

Wiemann a Raman spektrális analízist - egy nem romboló kémiai elemzési technikát - alkalmazta annak meghatározására, hogy vannak-e azonosítható biokémiai aláírások, amelyek fennmaradnak a polimerek között. Eddig kollégáival az aláírások három fő kategóriáját találta meg, ezek:

biomineralizációs jelek, amelyek elősegítették a korai dinoszaurusz tojáshéjak puha jellegének meghatározását
szövetjelek, amelyek különbséget tesznek például a rovarok kutikulája és a gerinces porc között (a Tulli-szörnyet ennek alapján azonosították gerincesként)
filogenetikus jelek, melyek az aminosavak fosszilizációs termékein alapulnak, feltárva, hogy az állatok milyen rokonságban állnak egymással

A kutatók szerint a fosszilis biológiai aláírások megértése alapvetően elősegítheti a tudományos ismeretek gyarapodását a Földi élet alakulásáról.

"Ezzel a megközelítéssel számos különféle kutatási irányba tehetünk további lépéseket, melyek mindegyike nagy kérdéseket válaszolhat meg az állatok evolúcióját illetően, olyan válaszokkal, amelyekről már azt gondoltuk, hogy a fosszilizációval elérhetetlenné váltak"

- mondta el Wiemann.

(Forrás: ScienceAdvances Képek: Wikipédia)