Tyrannosaurus og kyllingene

Analyser av proteiner fra en fossil Tyrannosaurus rex plasserer dinosaurene litt tryggere på en gren mellom fugler og krokodiller. Molekylær paleontologi kan finne svar der beinsammenligninger ikke strekker til.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

Molekylær paleontologi

Dette er et nytt forskningsfelt, og til tider ganske omdiskutert.
En av årsakene er at det finnes bestemte oppfatninger om hvor lenge genetisk materiale kan vare i fossiler.
Hvis man finner genetisk materiale, kan det i tillegg være vanskelig å dokumentere at det faktisk stammer fra fossilene, og ikke er forurensning fra andre organismer.
Molekylære og kjemiske analytiske metoder er dessuten dyre, og for å gjennomføre dem er det nødvendig å ødelegge dyrebart fossilt materiale.
Dermed blir det gjerne stilt spørsmålstegn ved hvilken verdi molekylær paleontologi kan ha.
Mary Schweizer er en paleontolog som mener de molekylære analysemetodene kan ha mye å by på for paleontologien.
I teksten The future of molecular paleontology fra 2002, fremhever hun at paleontologene vil bli i stand til å hente ut stadig mer informasjon fra restene av dyr som døde ut for lenge siden.
Den nye studien fra tidsskriftet Science er et eksempel på hvordan slike analyser kan utføres på veldig gamle fossiler.

I 2005 ble det kjent at en gruppe dinosaurforskere hadde oppdaget rester av mykt vev i beinfossilene av en Tyrannosaurus rex som ble gravd ut i Hells Creek i Montana i USA.

Beinrestene er 68 millioner år gamle, så det var oppsiktsvekkende når forskerne rapporterte at de hadde funnet vev med bevart elastisitet, som så ut som blodårer og celler.

Det var ikke mulig å hente ut noe DNA fra vevet, men forskerne fant proteiner. Siden dette funnet har flere forskere undersøkt den molekylære oppbygningen av disse proteinene.

Likheter mellom skjeletter

Som DNA kan proteiner kartlegges og sammenlignes med proteiner fra andre skapninger. Slik kan proteinene også si noe om hvor dinosaurenes grein vokser ut på livets tre.

At fuglene er dinosaurenes nærmeste slektninger, har vært en sterk vitenskapelig teori i lengre tid. Dokumentasjonen har så langt vært likheter mellom skjelettene til fugler og dinosaurer.

Nå har forskerne mer.

Molekylære data

Med de nye analysene er ikke-flygende dinosaurer for første gang plassert på livets tre ved hjelp av molekylære data.

"Lårbeinet fra T. rex som inneholdt mykvev. (Foto: Science)"
"Lårbeinet fra T. rex som inneholdt mykvev. (Foto: Science)"

 

De nye analysene av proteinene som ble funnet i lårbeinet til Tyrannosaurus bekrefter at dinosaurene deler sitt opphav med kyllinger, strutser, og i litt mindre grad med alligatorer.

Forskerne bak den nye studien har sammenlignet dinosaurproteinene med proteiner fra 21 forskjellige moderne arter, og arbeidet er publisert i tidsskriftet Science.

- Stemmer overens

Fylogenetikk er den delen av evolusjonsbiologien som rekonstruerer stamtrær. Fylogenetikere avslører slektsforholdene mellom arter eller grupper av arter. Ordet stammer fra gresk (fylon) og betyr stamme.

- Disse resultatene stemmer overens med konklusjoner fra undersøkelser av skjelettenes anatomi, og gir de første molekylære bevisene for de evolusjonære relasjonene til en ikke-flygende dinosaur, sier Chris Organ ved Harvard University.

Han er medforfatter på studien, og forsker innen evolusjonær biologi.

- Selv om vi bare hadde seks peptider – bare 89 aminosyrer – fra T. rex, klarte vi å understøtte disse evolusjonære relasjonene, sier Organ.

- Med mer data, ville vi sannsynligvis sett Tyrannosaurus rex’s gren på det fylogenetiske treet mellom alligatorer og kyllinger og strutser, men vi kan ikke slå fast denne posisjonen med de dataene vi har tilgjengelig, sier Organ.

Molekylær paleontologi

At medisinske biokjemikere kaster seg over gamle dinosaurbein, betyr en ny tilnærming til paleontologiske funn – nemlig molekylær paleontologi.

Siden resultatene i studien bekrefter det studier av skjelettenes anatomi har fortalt oss lenge, er det først og fremst metodene som er nye her.

"Evolusjonære relasjoner mellom viktige grupper virveldyr, avledet fra proteindataene. (Illustrasjon: Science)"
"Evolusjonære relasjoner mellom viktige grupper virveldyr, avledet fra proteindataene. (Illustrasjon: Science)"

 

Forskernes mål var nettopp å plassere T. rex på dyrerikets familietre kun ved hjelp av molekylære data.

De brukte ferdiganalyserte proteiner fra andre dyr, hentet fra eksisterende databaser, men måtte også gjøre egne analyser – for eksempel av proteiner fra moderne alligatorer og strutser.

Kollagen

- Vi slår fast at T. rex hører bedre sammen med fugler – kylling og struts – enn noen andre organismer vi studerte. Vi viser også at T. rex er bedre gruppert sammen med fugler enn moderne reptiler, som alligatorer og øgler, sier John M. Asara ved Harvard Medical School.

Han var den første til å hente ut og sekvensere (analysere) de ørsmå bitene av kollage-proteiner fra T. rex-fossilet. Proteinene ble hentet fra et lårben gravd ut av den kjente paleontologen John ”Jack” Horner ved Museum of the Rockies, i 2003.

Det var Mary H. Schweizer ved North Carolina State University og North Carolina Museum of Natural Sciences som oppdaget det myke vevet inne i lårbeinet et par år seinere.

Medisinske metoder

Asara ble involvert i arbeidet på grunn av sin ekspertise innen teknikker for massespektrometri brukt til å analysere ørsmå deler av proteiner fra svulster hos mennesker.

- Funnene antyder at molekylære data fra organismer som lenge har vært utdødd, har potensial til å bestemme relasjoner på kritiske områder av virveldyrenes evolusjonære tre, som så langt har vært umulige å påvise, konkluderer forskerne i den nye studien.

"T. rex og nærmeste nålevende slektninger. (Illustrasjon: Science)"
"T. rex og nærmeste nålevende slektninger. (Illustrasjon: Science)"

 

- Funnene styrker også bruken av de eldre modellene basert på fysisk utseende, siden de ser ut til å speile disse nye genetiske funnene, skriver tidsskriftet Science i en pressemelding.

Mastodonten

De samme forskerne har også studert 160 000 til 60 000 år gamle proteiner fra mastodonter. Dette er en utdødd gruppe av elefantdyr (en slags mammut) som skal ha forsvunnet fra Nord-Amerika for rundt 10 000 år siden.

Proteinene fra mastodonter ble, på samme måte som T. rex-proteinene, sammenlignet med 21 nålevende organismer. Resultatene bekrefter at mastodonten er nært beslektet med elefanten.

Asara og Organ sier også at resultatene tyder på at proteinene fra T. rex faktisk stammer fra dinosauren, og ikke fra forurensning fra noe annet.

Referanse:

Chris L Organ, Mary H. Scweitzer, Wenxia Zheng, Lisa M Freimark, Lewis C. Cantley og John M. Asara; Molecular Phylogenetics of Mastodon and Tyrannosaurus rex; Science, vol. 320, 25. April 2008.

Lenke:

Mary H. Scwheizer: The future of molecular paleontology

 

Powered by Labrador CMS