Sny o dinosauřím kolagenu - Existují skutečně stopy prehistorické měkké tkáně?

Paleontologie zažívá v posledních čtyřiceti letech největší průlomy v historii jejího dlouhého výzkumu, objevují se stále nové studie, výzkumy a objevy ukazující prehistorický život v naprosto novém, dynamickém světle. Jedním z nejzajímavějších objevů posledních let, který doslova otřásl výzkumem neptačích dinosaurů a také celým pojetím paleontologie, byly studie a výzkumy americké paleontoložky Mary Highby Schweitzerové, která se svým týmem zkoumala přítomnost údajných měkkých tkání na kostech některých druhů neptačích dinosaurů (Tyrannosaurus rex, Triceratops prorsus, Brachylophosaurus canadensis, Diplodocus hallorum a jiné). Tento výzkum se ale dotkl také jiných a dokonce starších taxonů nepatřících mezi tuto skupinu živočichů, střídavě se objevovaly výzkumy tyto závěry potvrzující nebo vyvracující. Nicméně nedávno publikovaná studie Evana Saitty tuto problematiku znovu rozvířila, přestože její provedení nemusí být zcela průkazné.

Před zhruba 75 miliony let mohl, dnes pouze z kosterních pozůstatků známý, druh Centrosaurus apertus vypadat, tento mohutný býložravec obýval severně položené oblasti v početných populacích. Přestože dosud se nepodařilo objevit stopy po určitém integumentu složeném ze štětinám podobných struktur, ale u tohoto rodu to můžeme do budoucna předpokládat. Otázkou je, zda to samé platí i o původních proteinech. Kredit: Fred Wierum, převzato z Wikipedie

Posledních čtrnáct let se paleontologická veřejnost i vážení odborníci z řad biochemiků, geologů a paleontologů zabývá možností uchování některých organických struktur na fosilizovaných kostech prehistorických živočichů, převážně potom neptačích dinosaurů, kde se tohoto velmi zajímavého výzkumu zhostila paleontoložka Mary Highby Schweitzerová. V průběhu let se jí svým výzkumným týmem podařilo objevit nejen stopy po proteinech osteokalcinech, kolagenu a peptidových vazbách na fosiliích neptačích dinosaurů, ale také předložit výzkumy do určité míry ukazující skutečnou možnost zachování částí těchto organel v miliony let starých kostech.

Vědecká veřejnost sice zprvu reagovala na tyto záměry velmi skepticky, testy a biochemické experimenty pro například prokázání kolagenu se však ukázaly být velmi dobrým způsobem prokázání podobné hypotézy. Přestože se někteří vědci stále k jejímu výzkumu staví skepticky, mnoho odborníků ho považuje za objekt vhodný pro další prokázání.

Nově k němu přispěla i studie postdoktoranda z chicagského Fieldova muzea přírodní historie, paleontologa Evana Saitty, který se rozhodl zkoumat přítomnost zbytků nebo celých molekul prehistorického kolagenu a jiných organických komponentů na fosilii pozdně křídového ceratopsida druhu Centrosaurus apertus, kterého osobně se svým týmem vykopal ze sedimentů v Dinosauřím provinčním parku v Albertě.

Saitta, jako hlavní autor studie, se touto problematikou zabýval již při studiu na Bristolské univerzitě, byl to i předmět jeho disertační práce. Tehdy se snažil nezávisle ověřit závěry paleontologů, kteří byli nakloněni názoru fosilizace některých organických molekul ve fosiliích neptačích dinosaurů a zároveň byl spíše toho názoru, že se nemohou ve fosilním záznamu zachovat kvůli jejich nestabilní povaze. Domíval se, že nemohou vydržet dlouhé miliony let, ale přesto se své závěry rozhodl podložit důvěryhodnými údaji.

Vědecký tým prováděl vykopávky na v již zmíněné provincii Alberta, kde odkryl fosilii centrosaurinního ceratopsida druhu Centrosaurus apertus, který tuto oblast obýval před zhruba 77-75 miliony let, a který zde byl pohřben v obrovské akumulaci tisícovek jedinců. Ti tvořili stádo, které v době svrchní křídy zahubila nejspíš velká přírodní katastrofa, pravděpodobně povodeň.

Při vykopávání fosilie si dávali výzkumníci maximálně záležet na zamezení kontaktů vzorku s okolním prostředím, proto se zaměřili na oblast těla ceratopsida, kde byla koncentrace kostí největší (známá podle rekonstrukce koster jiných jedinců). Pouze, podle autorů, zde mohla být největší šance pro nalezení zachovaného vzorku dostatečně rychle na to, aby se nekontaminoval a byl dokonale sterilní.

Po transportu nalezeného jedince se vzorek ujali zkoumat vědci z několika institucí, které potrvdily snadnou interpretaci a konzistentnost výsledků a tím nejspíš i správnost provedení výkopových prací.

Vzorky byly následně porovnány se současnými kuřecími kostmi a také několik tisíc let starými žraločími zuby z pláže v oblasti Ponte Vedra Beach na Floridě. Oba zmíněné vzorky vykazovaly přítomnost určitých subfosilních nebo čerstvých proteinů, exemplář centrosaura však nic podobného pravděpodobně nevykazoval a to vedlo autory k hypotéze o přímnosti současných mikroorganismů ještě v nedávné době. Za předpokladu, se kterým pracovala i vědecká skupina, že metoda vykopávek byla sterilní a aseptická (tedy zamezovala přítomnosti bakterií a mikroorganismů), tak musely pocházet ze sedimentů okolo fosilie.

Nevelkým překvapením byl proto nález uhlíku, který nevykazoval známky izotopového rozpadu, a také aminokyselin a dokonce i DNA, to už samo osobě ukázalo na nezpochybnitelnou přítomnost moderních bakterií a mikroorganismů v kostech. Toto společenství vysvětluje faktem, že i fosilizované kosti jsou bohaté na fosfor a železo, což poskytuje těmto formám života potravu a tedy i útočiště. Jejich zbytky, tedy biofilm, mohl potom některé paleontology mást a určili je proto jako fosilizované zbytky enzymů a proteinů.

Sám osobě ale Saitta i jeho tým nevylučují touto studií snahy badatelů v nově vznikajícím oboru "molekulární paleontologie" - podle jeho se dokonce může jednat naopak o výzkum, který do určité míry podporuje jejich snahy a ukazuje možnosti lepšího uložení a zacházení s fosiliemi pro průkaznost výsledků.

...

Jenže tu existuje několik skutečností, které tuto studii neshledávají na sto procent průkaznou.

Teorii o neprůkaznosti tvrzení jakýchsi organických komponentů na fosilii původního živočicha publikoval totiž již v roce 2008 americký vědec Thomas Kaye z Washingtonské univerzity, který je také považoval za kontaminaci bakteriálním filmem. Veškeré nalezené stopy po proteinech, peptidech a aminokyselinách tedy měly být pouze pozůstaky po nedávném pohybu bakterií na fosiliích.

Dalším výtkem může být také to, že tato studie může do určité míry korenspodovat s tvrzením, že by v tom případě mohlo být například fosilizované peří nebo melanozomy považovány za pouhý příklad pohybu nedávných bakterií na fosiliích. Tímto způsobem by například mohla být vznešena námitka na pravost zachovaného peří a pigmentových buněk u čínských teropodů ze souvrství Yixian, kterými jsou třeba druhy Microraptor gui nebo Sinosauropteryx prima. Tyto organely (melanozomy) se totiž z tohoto pohledu také nemohou neporušeně zachovat po miliony let.

Protiargumentem může být také stav zachování zkoumaného jedince.

Pokud bychom totiž zkoumali fosilii byť kompletního jedince nějakého neptačího dinosaura, která se zachovala v nepříliš dobře izolujících sedimentech (což je samozřejmně málo pravděpodobné, ale pro modelový příklad to stačí), tak logicky nemůžeme stopy po proteinech nebo jiných molekulách najít.

Kdybychom ale naopak zkoumali nekompletního jedince zachovaného v dokonale konzervujícím prostředí, tak je pravděpodobnost nalezení podobného fosilizovaného materiálu daleko vyšší a jeho přítomnost prokazatelnější. Fosilní záznam a sedimenty mohou do určité míry velmi zkreslovat, a proto nezáleží na kompletnosti kostry, ale na stavu jedince a okolní hornině.

Za takových podmínek bychom mohli považovat zachování zbytků kolagenu a jiných molekul za pravděpodobné.