Ископаемая скорлупа яиц динозавров может сохранять аминокислоты миллионы лет
В 2017 году прибор обнаружил характерные сигналы древних аминокислот в окаменелой скорлупе. Это была не просто скорлупа, а фрагмент яйца титанозавра — гигантского травоядного динозавра, жившего около 70 миллионов лет назад.
Аминокислоты — это строительные блоки белков. Сохранение органического материала на такие сроки — явление редкое, что ограничивает изучение биологии вымерших организмов по сравнению с современными.
Неожиданная находка в «беспризорных» фрагментах
Первоначально команда тестировала кости динозавров на предмет сохранения белков, но не обнаружила оригинальных аминокислот. Идея протестировать скорлупу пришла после работы коллег, обнаруживших короткие белковые последовательности в 3,8-миллионнолетней скорлупе птичьих яиц.
Для анализа использовались фрагменты скорлупы, незаконно вывезенные из Аргентины и попавшие на коммерческий рынок. Их «беспризорный» статус позволил провести анализ, не беспокоясь о повреждении музейных экспонатов.
Состояние и возраст аминокислот
Международная команда проанализировала больше образцов скорлупы из Аргентины, Испании и Китая. Данные свидетельствуют, что обнаруженные аминокислоты являются оригинальными и древними, их возраст может составлять от 66 до 86 миллионов лет.
- В живом организме белки, участвующие в кальцификации скорлупы, оказываются заперты внутри минеральных кристаллов.
- Обнаруженные аминокислоты — это свободные молекулы, отщепившиеся от белковых цепей в результате реакций с водой.
- Сохранились только самые стабильные аминокислоты; менее стабильные полностью деградировали.
- Аминокислоты были рацемическими — представляли собой смесь лево- и правовращающих изомеров в пропорции 50/50. В живых организмах аминокислоты почти исключительно левовращающие. Равная смесь указывает на очень давний распад белков.
Кальцит как молекулярная капсула времени
Ключевую роль в сохранении играет минерал кальцит (карбонат кальция), из которого состоит скорлупа. В отличие от фосфата кальция в костях, кальцит может действовать как закрытая система, улавливая и удерживая продукты распада белков, включая свободные аминокислоты.
- Степень деградации аминокислот в скорлупе динозавров оказалась выше, чем в более молодых ископаемых скорлупах птиц или моллюсков.
- Результаты соответствуют лабораторным экспериментам по термическому старению.
- Скорлупа птичьих яиц — один из лучших материалов для поиска сохранившихся белковых последовательностей: обнаружены короткие цепочки аминокислот возрастом не менее 6,5 миллионов лет.
Обнаруженные аминокислоты динозавров, возможно, являются самым древним надежно подтвержденным белковым материалом и первым четким свидетельством такого рода для динозавра мезозойской эры.
Будущие исследования: сигналы из прошлого
Хотя сохранившийся набор аминокислот слишком мал для восстановления белковых последовательностей, он может нести другую биологическую информацию.
- Стабильные изотопы (углерода, кислорода, азота) в аминокислотах «закрытой системы» кальцита могут рассказать о диете животного, избежав влияния внешнего загрязнения.
- В будущем команда планирует изучить более древние организмы, укреплявшие свои ткани кальцитом, например, трилобитов с кальцитовыми глазами возрастом более полумиллиарда лет.
Ископаемый кальцит действует как молекулярная капсула времени, сохраняя слабые сигналы от давно исчезнувшей жизни.
Эпилог: Фрагменты скорлупы, с которых началось исследование, обрели новый дом — они были репатриированы в Museo Provincial Patagonico de Ciencias Naturales в Аргентине.