Pärast seda, kui Põhja-Carolina ülikooli paleontoloog Mary Schweitzer avastas nende pehmete kudede dinosauruste fossiilides, on iidsete olendite kaasaegne teadus mõelnud, kas leiame kunagi ehtsa dinosauruse DNA? Ja kui jah, kas me ei suuda neid hämmastavaid loomi selle abiga uuesti luua?
Nendele küsimustele pole lihtne anda kindlaid vastuseid, kuid dr Schweitzer nõustus siiski aitama meil mõista, mida me täna teame dinosauruste geneetilise materjali kohta ja millele saame tulevikus loota.
Kas fossiilidest saab DNAd?
Seda küsimust tuleks mõista kui "kas me saame dinosauruste DNA-d"? Luud koosnevad mineraalsest hüdroksüapatiidist, millel on nii kõrge afiinsus DNA ja paljude valkude suhtes, et seda kasutatakse tänapäeval laborites aktiivselt nende molekulide puhastamiseks. Dinosauruste luud on maapinnas lebanud 65 miljonit aastat ja on üsna suur tõenäosus, et kui hakkate neis aktiivselt otsima DNA molekule, siis on neid täiesti võimalik leida. Lihtsalt seetõttu, et mõned biomolekulid võivad selle mineraali külge kleepuda nagu Velcro. Probleemiks pole aga niivõrd DNA leidmine dinosauruste luudes, vaid tõestamine, et need molekulid kuuluvad dinosaurustesse ega pärine muust võimalikust allikast.
Kas suudame kunagi dinosauruse luust ehtsat DNA-d taastada? Teaduslik vastus on jah. Kõik on võimalik, kuni pole tõestatud teisiti. Kas me suudame nüüd tõestada dinosauruste DNA ekstraheerimise võimatust? Ei nad ei saa. Kas meil on juba ehtne dinosaurus geeni molekul? Ei, see küsimus on endiselt lahtine.
Kui kaua saab DNA-d geoloogilises registris säilitada ja kuidas saab tõestada, et see kuulub dinosaurustesse ega sattunud juba laboratooriumis koos mõne saasteainega proovi?
Paljud teadlased usuvad, et DNA säilivusaeg on üsna lühike. Nende arvates ei kesta need molekulid tõenäoliselt kauem kui miljon aastat ja kindlasti mitte üle viie kuni kuue miljoni aasta. See seisukoht jätab ilma igasuguse lootuse näha üle 65 miljoni aasta tagasi elanud olendite DNA-d. Aga kust need numbrid tulid?
Reklaamvideo:
Selle probleemiga tegelevad teadlased panid DNA molekulid kuuma happe sisse ja ajasid aega, mis kulus nende lagunemiseks. Pikka aega on asendajatena kasutatud kõrget temperatuuri ja happesust. Teadlaste leidude kohaselt laguneb DNA üsna kiiresti. Ühe sellise uuringu tulemused, milles võrreldi erinevas vanuses - mitmesajast kuni 8000 aastase proovideni edukalt ekstraheeritud DNA molekulide arvu - näitasid, et ekstraheeritud molekulide arv väheneb vanusega. Teadlased on suutnud isegi simuleerida "lagunemiskiirust" ja ennustasid - ehkki nad seda väidet ei kontrollinud -, et kriidilises luus on DNA leidmine äärmiselt ebatõenäoline. Iroonilisel kombel näitas sama uuring, et vanus üksi ei saa seletada DNA lagunemist ega säilimist.
Teisest küljest on meil neli sõltumatut tõendusliini selle kohta, et DNA-ga keemiliselt sarnased molekulid võivad paikneda meie enda luude rakkudes ja see on hästi kooskõlas sellega, mida võiks oodata dinosauruse luudes. Niisiis, kui me ekstraheerime DNA dinosaurustele kuuluvatest luudest, kuidas saame olla kindlad, et see pole hilisema saastumise tulemus?
Ideel, et DNA võib kesta nii kaua, on üsna väike eduvõimalus, nii et iga tõeline dinosaurus DNA leidmise või taastamise nõue peab vastama kõige rangematele kriteeriumidele. Pakume järgmist:
1. Luust eraldatud DNA järjestus peaks vastama sellele, mida võiks eeldada muude andmete põhjal. Tänapäeval on üle 300 märgi, mis seovad dinosaurused lindudega ja mis veenvalt tõestab, et linnud arenesid theropod dinosaurustest. Seetõttu peaksid nende luudest saadud dinosauruste DNA järjestused olema lindude geneetilise materjaliga sarnasemad kui krokodillide DNA-ga, erinedes samas mõlemast. Need erinevad ka kõigist tänapäevastest allikatest pärinevast DNA-st.
2. Kui dinosauruste DNA on tõeline, on see ilmselgelt väga killustatud ja seda on keeruline analüüsida meie praeguste meetoditega, mis on kavandatud terve ja õnneliku moodsa DNA järjestamiseks. Kui Tirexi DNA koosneb pikkadest stringidest, mida on suhteliselt lihtne dešifreerida, siis tõenäoliselt on tegemist saastumisega, mitte ehtsa dinosauruse DNA-ga.
3. DNA molekuli peetakse teiste keemiliste ühenditega võrreldes habrasemaks. Seega, kui materjalis on autentset DNA-d, peavad olema ka muud vastupidavamad molekulid, näiteks kollageen. Samal ajal tuleks nende stabiilsemate ühendite molekulides jälgida ka lindude ja krokodillide seost. Lisaks võib näiteks fossiilmaterjalist leida lipiide, mis moodustavad rakumembraane. Lipiidid on stabiilsemad kui keskmiselt valgud või DNA molekulid.
4. Kui valke ja DNA-d on mesosoikumide ajast alates edukalt säilitatud, tuleks nende seost dinosaurustega kinnitada mitte ainult sekveneerimise, vaid ka muude teaduslike uuringute meetoditega. Näiteks valkude sidumine spetsiifiliste antikehadega tõestab, et need on tõepoolest pehmete kudede valgud ja mitte väliste kivimite saastumine. Uuringutes suutsime T. Rexi luurakkudes edukalt lokaliseerida keemiliselt DNA-taolise aine, kasutades nii DNA-spetsiifilisi tehnikaid kui ka selgroogse DNA-ga seotud valkude antikehi.
5. Lõpuks ja võib-olla kõige tähtsam on see, et uuringute kõigis etappides tuleks kohaldada asjakohast järelevalvet. Koos proovidega, millest loodame DNA eraldada, on vaja uurida peremeesrakke, samuti kõiki laboris kasutatavaid keemilisi ühendeid. Kui need sisaldavad ka meid huvitavaid järjestusi, siis tõenäoliselt on need lihtsalt saasteained.
Kas suudame kunagi dinosauruse kloonida?
Mõnes mõttes. Kloonimine, nagu tavaliselt laboris tehakse, on teadaoleva DNA tüki sisestamine bakteriplasmiididesse. See fragment kordub, kui rakk jaguneb, mille tulemuseks on palju identse DNA koopiaid. Teine kloonimismeetod hõlmab terve DNA komplekti paigutamist elujõulistesse rakkudesse, millest nende tuumamaterjal on eelnevalt eemaldatud. Siis paigutatakse selline rakk peremeesorganismi ja doonori DNA hakkab kontrollima järglaste teket ja arengut, olles doonoriga täiesti identne. Kuulus lammas Dolly on näide just selle kloonimismeetodi kasutamisest. Kui inimesed räägivad "dinosauruse kloonimisest", tähendavad nad tavaliselt midagi sellist. See protsess on siiski uskumatult keeruline ja hoolimata selle oletuse ebateaduslikust olemusest,tõenäosus, et suudame kunagi ületada kõik ebakõlad dinosauruse luudest pärinevate DNA fragmentide vahel ja saada elujõulisi järglasi, on nii väike, et klassifitseerin selle "võimatuks".
Kuid lihtsalt sellepärast, et tõelise Jurassic Park'i loomise tõenäosus on napp, ei saa öelda, et muistsetest jäänustest on võimatu taastada algset dinosaurus DNA-d või muid molekule. Tegelikult võiksid need iidsed molekulid meile palju öelda. Lõppude lõpuks peavad kõik evolutsioonilised muutused toimuma kõigepealt geenides ja peegeldama DNA molekulides. Samuti saame palju teada molekulide pikaealisuse kohta in vivo otse, mitte laborikatsete kaudu. Lõpuks pakub fossiilsetest proovidest, sealhulgas dinosaurustest pärinevate molekulide taastamine meile olulist teavet mitmesuguste evolutsiooniliste uuenduste, näiteks sulgede päritolu ja leviku kohta.
Fossiilide molekulaarsel analüüsil on meil veel palju õppida ja peame tegutsema äärmiselt ettevaatlikult, mitte kunagi üle hindama saadud andmeid. Kuid me võime fossiilides säilinud molekulidest ekstraheerida nii palju huvitavat, et see väärib kindlasti meie pingutusi.
