Vaso sanguigno di dinosauro con matrice ossea adiacente che contiene ancora cellule ossee. Queste strutture hanno una perfetta conservazione morfologica per centinaia di milioni di anni, ma vengono trasformati chimicamente per reticolazione ossidativa. L'estratto proviene da un dinosauro sauropode. Credito:Jasmina Wiemann/Università di Yale
Il pane tostato bruciato e le ossa di dinosauro hanno un tratto comune, secondo un nuovo, Studio condotto da Yale. Entrambi contengono sostanze chimiche che, nelle giuste condizioni, trasformare le proteine originali in qualcosa di nuovo. È un processo che può aiutare i ricercatori a capire come le cellule dei tessuti molli all'interno delle ossa dei dinosauri possano sopravvivere per centinaia di milioni di anni.
Un gruppo di ricerca di Yale, il Museo Americano di Storia Naturale, l'Università di Bruxelles, e l'Università di Bonn ha annunciato la scoperta il 9 novembre sulla rivista Comunicazioni sulla natura .
I tessuti molli fossili nelle ossa dei dinosauri sono da tempo un argomento controverso tra i ricercatori. tessuti duri, come ossa, uova, i denti, e squame di smalto, sono in grado di sopravvivere molto bene alla fossilizzazione. Tessuti soffici, come i vasi sanguigni, cellule, e i nervi, che sono immagazzinati all'interno del tessuto duro, sono più delicati e si pensa che decadano rapidamente dopo la morte. Questi tessuti molli sono composti principalmente da proteine, che si ritiene si degradino completamente entro circa quattro milioni di anni.
Eppure le ossa di dinosauro sono molto più antiche, di circa 100 milioni di anni, e talvolta conservano strutture organiche simili a cellule e vasi sanguigni. Vari tentativi di risolvere questo paradosso non sono riusciti a fornire una risposta conclusiva.
"Abbiamo accettato la sfida di comprendere la fossilizzazione delle proteine, ", ha affermato la paleontologa di Yale Jasmina Wiemann, l'autore principale dello studio. "Abbiamo testato 35 campioni di ossa fossili, gusci d'uovo, e denti per sapere se conservano i tessuti molli proteici, scoprire la loro composizione chimica, e determinare in quali condizioni sono stati in grado di sopravvivere per milioni di anni."
La maturazione sperimentale avvia la glicossidazione/lipossidazione in un campione di matrice di guscio d'uovo fresco. L'imbrunimento locale del campione altrimenti traslucido rappresenta la formazione di polimeri N-eterociclici. Credito:Jasmina Wiemann/Università di Yale
I ricercatori hanno scoperto che i tessuti molli sono conservati in campioni provenienti da ambienti ossidativi come arenarie e superfici poco profonde, calcari marini. I tessuti molli sono stati trasformati in prodotti finali di glicossidazione avanzata e lipoossidazione (AGE e ALE), che sono resistenti al decadimento e al degrado. Sono anche strutturalmente paragonabili ai composti chimici che macchiano la crosta scura sul pane tostato.
AGE e ALE sono caratterizzati da un colore brunastro che macchia le ossa fossili e i denti che li contengono. I composti sono idrofobici, il che significa che sono resistenti ai normali effetti dell'acqua, e hanno proprietà che rendono difficile il consumo da parte dei batteri.
Wiemann e i suoi colleghi hanno fatto la loro scoperta decalcificando i fossili e visualizzando le strutture dei tessuti molli rilasciate. Hanno applicato la microspettroscopia Raman, un metodo non distruttivo per analizzare sia il contenuto inorganico che organico di un campione, ai tessuti molli fossili estratti. Durante questo processo, l'energia laser diretta al tessuto provoca vibrazioni molecolari che trasportano impronte spettrali per le sostanze chimiche presenti.
Co-autore Derek Briggs, G. Evelyn Hutchinson Professore di Geologia e Geofisica di Yale e curatore del Museo di Storia Naturale di Yale Peabody, ha detto che lo studio indica località in cui i tessuti molli possono essere trovati nelle ossa fossili, comprese le arenarie depositate dai fiumi, dune di sabbia, e calcari marini poco profondi.
"I nostri risultati mostrano come l'alterazione chimica spieghi la fossilizzazione di questi tessuti molli e identifichi i tipi di ambiente in cui si verifica questo processo, "Ha detto Briggs. "Il payoff è un modo per prendere di mira le impostazioni nel campo in cui è probabile che si verifichi questa conservazione, ampliando un'importante fonte di prove della biologia e dell'ecologia dei vertebrati antichi."