Spettacolare fossile di tessuti molli (MH 432; Urweltmuseum Hauff, Holzmaden, Germania). cellule, organelli cellulari e biomolecole originali sono stati scoperti in parti molli conservate di un ittiosauro di circa 180 milioni di anni (letteralmente "lucertola-pesce"). Rappresentazione fotografica (in alto) e schematica (in basso) del fossile lungo 85 cm (che corrisponde a circa la metà della lunghezza originale dell'animale). Credito:Johan Lindgren
Un antico, il rettile marino simile a un delfino assomiglia al suo lontano parente in più che nell'aspetto, secondo un team internazionale di ricercatori che comprende scienziati della North Carolina State University e della Lund University in Svezia. Analisi molecolare e microstrutturale di a Stenopterygius ittiosauro dal Giurassico (180 milioni di anni fa) rivela che questi animali erano molto probabilmente a sangue caldo, avevano grasso isolante e usavano la loro colorazione come camuffamento dai predatori.
"Gli ittiosauri sono interessanti perché hanno molti tratti in comune con i delfini, ma non sono affatto strettamente imparentati con quei mammiferi marini, ", afferma la coautrice della ricerca Mary Schweitzer, professore di scienze biologiche presso la NC State con un incarico congiunto presso il North Carolina Museum of Natural Sciences e visiting professor presso la Lund University. "Non siamo nemmeno esattamente sicuri della loro biologia. Hanno molte caratteristiche in comune con i rettili marini viventi come le tartarughe marine, ma sappiamo dai reperti fossili che hanno partorito vivi, che è associato al sangue caldo. Questo studio rivela alcuni di quei misteri biologici".
Johan Lindgren, professore associato presso l'Università di Lund in Svezia e autore principale di un documento che descrive il lavoro, mettere insieme un team internazionale per analizzare un fossile di Stenopterygius di circa 180 milioni di anni dalla cava di Holzmaden in Germania.
"Sia il profilo del corpo che i resti degli organi interni sono chiaramente visibili, "dice Lindgren. "Sorprendentemente, il fossile è così ben conservato che è possibile osservare i singoli strati cellulari all'interno della sua pelle."
I ricercatori hanno identificato microstrutture simili a cellule che contenevano organelli di pigmento all'interno della pelle del fossile, così come tracce di un organo interno pensato per essere il fegato. Hanno anche osservato materiale chimicamente compatibile con grasso di vertebrati, che si trova solo negli animali in grado di mantenere la temperatura corporea indipendente dalle condizioni ambientali.
Lindgren ha inviato campioni del fossile a colleghi internazionali, compreso Schweitzer. Il team ha condotto una serie di tecniche analitiche ad alta risoluzione, inclusa la spettrometria di massa di ioni secondari a tempo di volo (ToF SIMS), spettrometria di massa di ioni secondari su scala nanometrica (NanoSIMS), pirolisi-gascromatografia/spettrometria di massa, così come analisi immunoistologiche e varie tecniche microscopiche.
Schweitzer e l'assistente di ricerca dello Stato NC Wenxia Zheng hanno estratto i tessuti molli dai campioni ed hanno eseguito più, analisi immunoistochimiche ad alta risoluzione. "Abbiamo sviluppato un pannello di anticorpi che abbiamo applicato a tutti i campioni, e sega legatura differenziale, significa che gli anticorpi per una particolare proteina, come la cheratina o l'emoglobina, si legano solo a particolari aree, "Schweitzer dice. "Questo dimostra la specificità di questi anticorpi ed è una forte evidenza che diverse proteine persistono in diversi tessuti. Non ti aspetteresti di trovare cheratina nel fegato, Per esempio, ma ti aspetteresti l'emoglobina. Ed è quello che abbiamo visto nelle risposte di questi campioni a diversi anticorpi e altri strumenti chimici".
Il laboratorio di Lindgren ha anche trovato prove chimiche di grasso sottocutaneo. "Questa è la prima diretta, prove chimiche per sangue caldo in un ittiosauro, perché il grasso è una caratteristica degli animali a sangue caldo, "Dice Schweitzer.
Presi insieme, i risultati dei ricercatori indicano che lo Stenopterygius aveva la pelle simile a quella di una balena, e colorazione simile a molti animali marini viventi - scuro sopra e più chiaro sotto - che fornirebbe un camuffamento dai predatori, come pterosauri dall'alto, o pliosauri dal basso.
"Sia morfologicamente che chimicamente, abbiamo scoperto che anche se Stenopterygius sarebbe vagamente considerato "rettile, ' hanno perso la pelle squamosa associata a questi animali, proprio come ha fatto la moderna tartaruga marina liuto, " dice Schweitzer. "Perdere la bilancia riduce la resistenza e aumenta la manovrabilità sott'acqua.
"La conservazione di questo animale è insolita, soprattutto per un ambiente marino, ma poi, la formazione Holzmaden è nota per la sua eccezionale conservazione. Questo esemplare ci ha fornito ulteriori prove che questi tessuti e molecole possono conservarsi per periodi estremamente lunghi, e che l'analisi dei tessuti molli può far luce sui modelli evolutivi, relazioni, e come gli animali antichi funzionavano nel loro ambiente.
"I nostri risultati erano ripetibili e coerenti tra i laboratori. Questo lavoro mostra davvero ciò che siamo in grado di scoprire quando eseguiamo un'analisi multidisciplinare, studio multi-istituzionale di un esemplare eccezionale."