U fosilu dinosaurusa starom 115 miliona godina naučnici su naišli na strukture koje bi mogle da promene dosadašnja saznanja o tome koliko dugo biološki tragovi mogu opstati u prirodi.
Tokom decenija paleontoloških istraživanja otkriveni su brojni ostaci dinosaurusa, od kostiju i zuba do fosilizovane kože, perja, jaja, pa čak i izmeta.
Svako od tih otkrića omogućilo je detaljnije proučavanje životinja koje su nestale pre više desetina miliona godina. Međutim, pojedine vrste biološkog materijala smatrane su izuzetno teškim za očuvanje, naročito kada je reč o mekim tkivima i njihovim hemijskim sastojcima.
Novo istraživanje naučnika sa australijskog Univerziteta Kartin otvorilo je upravo to pitanje. U unutrašnjosti jedne fosilizovane kosti otkrivene su mikroskopske strukture koje po obliku, položaju i hemijskim karakteristikama odgovaraju crvenim krvnim ćelijama. Istraživači su identifikovali i molekule povezane sa krvlju, što predstavlja znatno snažniji dokaz od samog vizuelnog prepoznavanja ćelijskih oblika.
Otkriće potiče iz Brazila, gde je fosil pronađen 2008. godine u jednom rudniku. Reč je o kostima desne noge dinosaurusa Aratasaurus museunacionali, malog teropoda koji je živeo pre približno 115 miliona godina. Uzorak je godinama predstavljao deo fosilnog materijala koji je mogao da se proučava klasičnim paleontološkim metodama, ali je detaljna mikroskopska i hemijska analiza otkrila informacije koje se nisu mogle uočiti običnim pregledom.
U unutrašnjosti kosti istraživači su pronašli fosilizovane vaskularne kanale, odnosno prolaze kroz koje su nekada prolazili krvni sudovi. Unutar tih kanala nalazio se veliki broj sitnih elipsoidnih struktura, odgovarajućih dimenzija i rasporeda za moguće ostatke krvnih ćelija.
Organski geohemičar sa Univerziteta Kartin Kliti Grajs objasnila je da su istraživači uočili strukture koje izuzetno podsećaju na ćelije, pri čemu je posebno značajno to što su se nalazile upravo na mestima gde bi se takvi biološki ostaci mogli očekivati.
Ipak, izgled pod mikroskopom nije dovoljan za pouzdano određivanje porekla takvih struktura. Tokom prethodnih nekoliko decenija više istraživačkih timova prijavljivalo je otkrivanje proteina i ćelija u fosilima dinosaurusa, ali je potvrđivanje tih nalaza predstavljalo ozbiljan problem. Naročito je bilo teško utvrditi da li otkriveni materijal zaista potiče od životinje ili je u kost dospeo naknadno, usled kontaminacije posle njene smrti.
Zbog toga je australijski tim primenio kombinaciju mikroskopskih posmatranja, različitih metoda snimanja, spektroskopskih ispitivanja i molekularnih analiza. Grajs je naglasila da se naučni značaj otkrića ne zasniva samo na tome što određena struktura liči na crveno krvno zrnce, već na podudaranju više nezavisnih dokaza.
Jedna od mogućnosti koju su naučnici morali da isključe odnosila se na gljivice i druge mikroorganizme koji su mogli da nasele kost nakon smrti dinosaurusa, ali pre njenog potpunog fosilizovanja. U tom slučaju očekivali bi se tragovi gljivičnih vlakana, spora, biofilmova ili drugih karakterističnih mikrobnih struktura. Takvi tragovi nisu pronađeni.
Geohemijska ispitivanja nisu otkrila ni dokaze mineralizacije piritom, niti prisustvo sedimentnih zrnaca koja bi mogla da stvore oblike slične ćelijama. Time su uklonjena dva moguća objašnjenja za neobične mikroskopske strukture, ali je za snažniji zaključak bilo neophodno pronaći hemijske sastojke karakteristične za krv.
Presudan deo istraživanja odnosio se na hem, molekul koji ima ključnu ulogu u prenošenju kiseonika putem krvi. Primenom tečne hromatografije visokih performansi povezane sa masenom spektrometrijom ustanovljeno je da u ekstraktu kosti dominira hem B.
Hemijski sastav tog ekstrakta značajno se razlikovao od molekularnih tragova u okolnoj steni. U stenskom materijalu otkriveni su signali koji najverovatnije potiču od fotosintetskih mikroorganizama, što je dodatno ukazalo na razliku između sastojaka pronađenih u samoj kosti i onih prisutnih u njenom geološkom okruženju.
Istraživači su zatim izradili elementarne mape fosila kako bi ustanovili raspored hemijskih elemenata. Mikroskopske strukture nalik ćelijama bile su povezane sa prisustvom gvožđa, ugljenika i azota, elemenata koji mogu biti sastavni delovi hema. Nasuprot tome, u preostalom koštanom materijalu dominirali su fosfor, kalcijum, fluor i ugljenik.
Ukoliko se potvrdi da su pronađene strukture zaista ostaci crvenih krvnih ćelija dinosaurusa, ovo bi bio najstariji poznati primer takvog očuvanja. Raniji nalazi mogućih krvnih ćelija i krvnih sudova dinosaurusa poticali su iz fosila starih najviše oko 80 miliona godina. Brazilski primerak pomerio bi tu vremensku granicu za približno 35 miliona godina.
Posebno pitanje predstavlja način na koji su tako osetljive biološke strukture mogle da ostave prepoznatljive tragove tokom 115 miliona godina. Naučnici smatraju da odgovor treba tražiti u specifičnim geološkim uslovima u kojima je dinosaurus fosilizovan.
Životinja je bila očuvana u sredini povezanoj sa mikrobnim slojem u plitkoj vodi, gde gotovo da nije bilo kiseonika. Takvo okruženje moglo je da uspori procese razgradnje i omogući odvijanje posebnih hemijskih reakcija između biološkog materijala i okolnih minerala.
Prema objašnjenju Grajs, mineralizacija manganom mogla je da doprinese stabilizaciji ili stvaranju mineralnih kopija izuzetno osetljivih struktura tokom fosilizacije. To ne znači da je prvobitna biološka ćelija ostala potpuno nepromenjena tokom 115 miliona godina.
Mnogo je verovatnije da je originalna struktura postepeno reagovala sa geohemijskim okruženjem, pri čemu je nastao mineralizovani zapis materijala koji bi se u uobičajenim okolnostima veoma brzo razgradio. Upravo takav proces mogao bi da objasni zašto su oblici ćelija ostali prepoznatljivi iako je od smrti životinje protekao ogroman vremenski period.
I pored rezultata, istraživači ističu da je neophodna nezavisna potvrda otkrića. Grajs smatra da neposredni prioritet mora biti ponavljanje analiza na dodatnim fosilima, uzorcima iz drugačijih geoloških sredina i ostacima drugih grupa dinosaurusa.
Takva ispitivanja trebalo bi da objedine mikroskopske, hemijske i molekularne metode. Ukoliko različiti istraživački timovi nezavisno otkriju slične signale, otvoriće se mogućnost za znatno šire proučavanje očuvanja drevnih tkiva, a uz odgovarajući oprez i fiziologije životinja koje su živele pre više od 100 miliona godina.
Jedna od najzanimljivijih posledica ovog istraživanja odnosi se na fosile koji su već decenijama smešteni u muzejima i univerzitetskim zbirkama. Hiljade primeraka prikupljenih radi proučavanja anatomije mogle bi da sadrže molekularne, mineraloške, izotopske i mikroskopske podatke koje ranije niko nije pokušao da istraži.
Grajs smatra da upravo taj neiskorišćeni naučni potencijal predstavlja jedan od najuzbudljivijih aspekata otkrića. Fosil pronađen pre više decenija možda čuva mnogo više informacija nego što su istraživači u vreme njegovog iskopavanja mogli da pretpostave.
To otvara mogućnost da neko od narednih velikih paleontoloških otkrića ne bude rezultat novog iskopavanja u udaljenoj pustinji, već detaljne laboratorijske analize davno pronađene kosti koja godinama stoji u muzejskoj fioci.
Rezultati istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
