Od chvíle, kdy paleontologka University of North Carolina Mary Schweitzer objevila svou měkkou tkáň v fosilních dinosaurech, přemýšlela moderní věda starověkých tvorů, jestli můžeme někdy najít pravou dinosaurovou DNA? A pokud ano, nebudeme schopni tato úžasná zvířata znovu vytvořit pomocí této pomoci?
Na tyto otázky není snadné dát jednoznačné odpovědi, ale Dr. Schweitzer se přesto dohodl, že nám pomůže porozumět tomu, co dnes víme o genetickém materiálu dinosaurů a na co se můžeme v budoucnu spolehnout.
Můžeme získat DNA z fosilií?
Tuto otázku je třeba chápat jako „můžeme získat dinosaurus DNA“? Kosti se skládají z minerálního hydroxyapatitu, který má tak vysokou afinitu k DNA a mnoha proteinům, že se dnes v laboratořích aktivně používá k čištění svých molekul. Kosti dinosaurů ležely v zemi 65 milionů let a pravděpodobnost je poměrně vysoká, že pokud v nich začnete aktivně hledat molekuly DNA, je možné je najít. Jednoduše proto, že některé biomolekuly se mohou k tomuto minerálu přilepit, jako je suchý zip. Problémem však nebude jen nalezení DNA v kostech dinosaurů, které by dokázaly, že tyto molekuly patří k dinosaurům a nepocházejí z žádného jiného možného zdroje.
Budeme někdy schopni získat pravou DNA z kosti dinosaura? Vědecká odpověď zní ano. Všechno je možné, dokud se neprokáže opak. Jsme nyní schopni prokázat nemožnost extrakce dinosaurové DNA? Ne, nemohou. Máme již pravou molekulu dinosaurového genu? Ne, tato otázka je stále otevřená.
Jak dlouho lze DNA uchovat v geologickém záznamu a jak lze dokázat, že patří k dinosaurovi a že se do vzorku nedostalo již v laboratoři spolu s nějakým kontaminantem?
Mnoho vědců se domnívá, že DNA má poměrně krátkou skladovatelnost. Podle jejich názoru je nepravděpodobné, že tyto molekuly vydrží déle než milion let, a rozhodně ne více než pět až šest milionů let. Tato pozice nás připravuje o jakoukoli naději, že uvidíme DNA tvorů, kteří žili před více než 65 miliony let. Ale odkud tato čísla pocházejí?
Propagační video:
Vědci, kteří se zabývají tímto problémem, dali molekuly DNA do horké kyseliny a načasovali čas, který jim zabralo. Vysoká teplota a kyselost se používají jako náhražky po dlouhou dobu. Podle zjištění vědců se DNA rozkládá poměrně rychle. Výsledky jedné takové studie, která porovnávala počet molekul DNA úspěšně extrahovaných ze vzorků různého věku - od několika stovek do 8 000 let - ukázaly, že počet extrahovaných molekul s věkem klesá. Vědci dokonce dokázali simulovat „míru úpadku“a předpovídali, i když toto tvrzení neověřili, že je extrémně nepravděpodobné, že by DNA byla nalezena v křídy. Ironicky tato stejná studie ukázala, že věk sám nemůže vysvětlit rozpad nebo uchování DNA.
Na druhé straně máme čtyři nezávislé linie důkazů, že molekuly chemicky podobné DNA se mohou lokalizovat v buňkách našich vlastních kostí, a to je v dobré shodě s očekáváním takových nálezů v kostech dinosaurů. Pokud tedy extrahujeme DNA z kostí dinosaurů, jak si můžeme být jisti, že to není výsledkem pozdější kontaminace?
Myšlenka, že DNA může vydržet tak dlouho, má docela malou šanci na úspěch, takže jakékoli tvrzení o nalezení nebo získání skutečné DNA dinosaura musí splňovat nejpřísnější kritéria. Nabízíme následující:
1. DNA sekvence izolovaná z kosti by se měla shodovat s tím, co by se očekávalo na základě jiných údajů. Dnes existuje více než 300 známek, které spojují dinosaury s ptáky, a přesvědčivě dokazuje, že ptáci se vyvinuli z dinosaurů z teropodu. Proto by sekvence DNA dinosaurů získaných z jejich kostí měly být více podobné genetickému materiálu ptáků než DNA krokodýlů, přičemž by se od obou lišily. Budou se také lišit od jakékoli DNA pocházející z moderních zdrojů.
2. Pokud je DNA dinosaura skutečná, bude samozřejmě velmi fragmentované a obtížné ji analyzovat pomocí našich současných metod navržených tak, aby sekvenovaly zdravou a šťastnou moderní DNA. Pokud se ukáže, že „Tirex DNA“je složena z dlouhých řetězců, které lze relativně snadno dešifrovat, pak s největší pravděpodobností jednáme o kontaminaci a ne o pravou dinosaurovou DNA.
3. Molekula DNA je ve srovnání s jinými chemickými sloučeninami považována za křehčí. Pokud je tedy v materiálu přítomna autentická DNA, musí existovat jiné, odolnější molekuly, například kolagen. Současně by mělo být v molekulách těchto stabilnějších sloučenin vysledováno spojení s ptáky a krokodýly. Kromě toho lze ve fosilním materiálu nalézt například lipidy, které tvoří buněčné membrány. Lipidy jsou v průměru stabilnější než proteiny nebo molekuly DNA.
4. Pokud byly proteiny a DNA úspěšně uchovány od mezozoika, mělo by být jejich spojení s dinosaury potvrzeno nejen sekvenováním, ale také jinými metodami vědeckého výzkumu. Například vazba proteinů na specifické protilátky prokáže, že se jedná o proteiny měkké tkáně a ne kontaminaci z vnějších hornin. V našich studiích jsme dokázali úspěšně lokalizovat chemicky podobnou látku DNA v kostních buňkách T. Rex pomocí technik specifických pro DNA i protilátek proti proteinům spojeným s DNA obratlovců.
5. A konečně, a co je nejdůležitější, by měl být ve všech fázích jakéhokoli výzkumu uplatňován řádný dohled. Spolu se vzorky, z nichž doufáme, že extrahujeme DNA, je nutné prozkoumat hostitelské horniny i všechny chemické sloučeniny použité v laboratoři. Pokud také obsahují sekvence, které nás zajímají, pak jsou to pravděpodobně jen znečišťující látky.
Takže budeme někdy schopni klonovat dinosaura?
V jistém smyslu. Klonování, jak je běžně prováděno v laboratoři, je inzerce známého kousku DNA do bakteriálních plasmidů. Tento fragment se replikuje, kdykoli se buňka rozdělí, což vede k mnoha kopiím identické DNA. Další způsob klonování zahrnuje umístění celé sady DNA do životaschopných buněk, z nichž byl předem odstraněn jejich vlastní jaderný materiál. Poté se taková buňka umístí do organismu hostitele a donorová DNA začne řídit tvorbu a vývoj potomstva, zcela identického s dárcem. Slavná ovce Dolly je příkladem použití právě této metody klonování. Když lidé mluví o „klonování dinosaura“, obvykle to něco takového znamenají. Tento proces je však neuvěřitelně složitý a navzdory nevědecké povaze tohoto předpokladuPravděpodobnost, že jednoho dne dokážeme překonat všechny nesrovnalosti mezi fragmenty DNA z kostí dinosaurů a produkovat životaschopné potomky, je tak malá, že ji klasifikuji jako „nemožné“.
Ale jen proto, že pravděpodobnost vytvoření skutečného Jurského parku je nízká, nelze říci, že není možné obnovit původní dinosaurovou DNA samotnou nebo jiné molekuly ze starých zbytků. Ve skutečnosti by nám tyto starověké molekuly mohly hodně říct. Koneckonců, všechny evoluční změny se musí nejprve objevit v genech a projevit se v molekulách DNA. Můžeme se také hodně dozvědět o dlouhověkosti molekul in vivo, nikoli laboratorními experimenty. Konečně, získání molekul z fosilních vzorků, včetně dinosaurů, nám poskytuje důležité informace o původu a distribuci různých vývojových inovací, jako je peří.
Stále se toho musíme hodně naučit v molekulární analýze fosilií a musíme postupovat s maximální péčí, nikdy nepřecenit získané údaje. Z molekul uchovaných v fosiliích však můžeme extrahovat tolik zajímavých věcí, že si to určitě zaslouží naše úsilí.