Белки кожи и мышц 54-миллионолетней черепахи раскрывают эволюцию защитного признака

Исследователи из Университета Северной Каролины, Лундского университета (Швеция) и Университета Хёго (Япония) извлекли оригинальные пигменты, бета-кератин и мышечные белки из детёныша морской черепахи возрастом 54 миллиона лет. Работа подтверждает возможность сохранения оригинальных молекул на протяжении миллионов лет и предоставляет прямое доказательство, что основанный на пигментации защитный признак современных морских черепах эволюционировал как минимум 54 млн лет назад.

Tasbacka danica — вид морских черепах, живший в эоценовый период (56–34 млн лет назад). В 2008 году в формации Фюр (Ютландия, Дания) был обнаружен исключительно хорошо сохранившийся детёныш T. danica длиной менее 74 мм. В 2013 году палеонтолог Йохан Линдгрен из Лундского университета обнаружил остатки мягких тканей в области левого «плеча» черепахи и взял пять образцов для биомолекулярного анализа.

Панцири детёнышей современных морских черепах имеют тёмную окраску. Эта пигментация защищает их от воздушных хищников (например, чаек), когда они всплывают на поверхность, а также помогает холоднокровным рептилиям поглощать тепло от солнечного света для терморегуляции и ускорения роста.

Ископаемый детёныш T. danica, по-видимому, имел такую же окраску. Исследователи наблюдали в образце круглые органеллы, похожие на меланосомы — структуры кожи, содержащие пигмент и придающие панцирю тёмный цвет.

Для определения состава мягких тканей образцы подвергли ряду высокоразрешающих аналитических методов:

• Просвечивающая электронная микроскопия (TEM)
• Сканирующая электронная микроскопия с автоэмиссионным катодом (FEG-SEM)
• Вторичная ионная масс-спектрометрия (ToF-SIMS)
• Инфракрасная (IR) микроспектроскопия
• Иммуногистохимический анализ in situ

Анализ ToF-SIMS подтвердил присутствие гема, эумеланина и белковых молекул — компонентов крови, пигмента и белка. Гистохимический анализ дал положительный результат на антитела к альфа- и бета-кератину, гемоглобину и тропомиозину (мышечному белку). Результаты подтверждены методом TEM и иммуноэлектронной микроскопией.

Полученные данные указывают, что эти молекулы являются оригинальными для образца, подтверждая наличие общего защитного признака у древних и современных черепах.

Мэри Швейцер, соавтор исследования: «Присутствие эукариотического меланина внутри меланосомы, встроенной в кератиновую матрицу, исключает микробное загрязнение, поскольку микробы не могут производить эукариотический меланин или кератин. Таким образом, мы знаем, что эти детёныши имели тёмную окраску, характерную для современных морских черепах. Наши данные не только подтверждают сохранение множества белков, но и свидетельствуют, что окраска использовалась для физиологических целей ещё в эоцене, тем же способом, что и сегодня».