„Jurassic Park“ ist wohl der ultimative Hollywood-Blockbuster. Abgesehen von der Anziehungskraft menschenfressender Dinosaurier, spannender Actionsequenzen und bahnbrechender Kinematographie war seine Veröffentlichung im Jahr 1993 ein Meilenstein zwischen Film und Wissenschaft.
Während das weltweite Publikum die blutige Action aufsaugte, wurde die Prämisse des Films – die Gewinnung von DNA aus in Bernstein konservierten Insektenfossilien zur Wiederbelebung von Dinosauriern – von mehreren Autoren als glaubwürdig eingestuft hochkarätige Studien An Fossiler Bernstein. Die Autoren haben alte DNA aus Bernstein geborgen und sogar wiederbelebt in Bernstein beheimatete Bakterien. Die Welt schien auf einen echten „Jurassic Park“ vorbereitet zu sein.
Doch seitdem hat die Wissenschaft viele Wendungen genommen. Immer mehr Paläontologen berichten über Hinweise auf DNA und Proteine, die auch genetische Informationen in Fossilien liefern. Diese chemischen Spuren könnten beispiellose Einblicke in das Leben und die Evolution der Antike liefern. Solche Berichte sind jedoch die Quelle anhaltender Debatten und Kontroversen unter Wissenschaftlern. Unser Kürzlich durchgeführte Studieveröffentlicht in der Zeitschrift Naturökologie und Evolutionbietet neue Erkenntnisse.
Alte DNA
DNA liefert im Vergleich zu anderen Molekülen die detailliertesten Informationen darüber, wie eng Arten miteinander verwandt sind. DNA ist jedoch äußerst zerbrechlich und zerfällt schnell nachdem ein Organismus gestorben ist.
Allerdings kann DNA manchmal in polaren Klimazonen überleben, da die Gefriertemperaturen den Zerfall verlangsamen. Geologisch junge DNA (Tausende Jahre alt) hat daher das Potenzial, ausgestorbene Tiere von der letzten Eiszeit bis in die jüngste Vergangenheit wiederzubeleben.
Gewerbliche Unternehmen wie z Pleistozän-Park, Kolossal Und Wiederbeleben und wiederherstellen arbeiten an Projekten, um das Wollhaarmammut und die Wandertaube zurückzubringen.
Zwischen diesen Mammuts und den Dinosauriern, die vor 66 Millionen Jahren ausgestorben sind, besteht eine lange Zeitspanne. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass genetisches Material auch in diesen Zeiträumen in Fossilien überleben könnte.
Beispielsweise wurden fossile Chromosomen gefunden – DNA-Fragmente, die kleiner als eine Zelle sind kommt in Pflanzen vor bis zu 180 Millionen Jahre alt und ein 75 Millionen Jahre alter Dinosaurier.
Wissenschaftler müssen jedoch noch Beweise dafür finden, dass tatsächliche DNA mehrere zehn Millionen Jahre überleben kann.
Alte Proteine
Proteine kodieren auch Informationen (in Form von Aminosäuresequenzen), die Aufschluss über die evolutionären Zusammenhänge zwischen Arten geben kann.
Wissenschaftler glauben, dass Proteine länger überleben können als DNA. Tatsächlich haben Forscher viele Beispiele versteinerter Proteine gefunden, vor allem intakte Aminosäuresequenzen von Kollagen (einem Protein, das im Bindegewebe vorkommt), aber diese sind höchstens einige Millionen Jahre alt.
Wissenschaftler erwarten keine großen Proteinfragmente Überleben so lange wie diese kleineren. So war die wissenschaftliche Gemeinschaft im Jahr 2007 durch den Bericht von elektrisiert 68 Millionen Jahre alte Kollagenfragmente in einem Tyrannosaurus Rex-Knochen.
Es kam jedoch bald zu Kontroversen Bedenken häuften sich über die Methodik des TeamsB. die Möglichkeit einer Kontamination und das Fehlen strenger Kontrollen und unabhängiger Überprüfungen.
Eine ähnliche Debatte dreht sich um neuere Berichte über abgebaute Proteine und Kollagenfasern in Fossilien so alt wie 130 Millionen Jahre.
Ein Weg nach vorne
Diese Studien verdeutlichen die Schwierigkeiten bei der Arbeit mit Fossilien, insbesondere bei der Verwendung von Analysemethoden, die für die Anwendung an antikem Gewebe möglicherweise nicht geeignet sind. Die Beweise für das Überleben fossiler Proteinreste haben sich jedoch als überzeugend erwiesen.
Diese Studien regen auch andere Forscher dazu an, neue Methoden und Analyseansätze zu erforschen, die möglicherweise besser für den Einsatz bei Fossilien geeignet sind.
Unsere neue Studie untersucht einen solchen Ansatz und nutzt einen fokussierten Lichtstrahl plus Röntgenstrahlen, um Proben alter Federn zu bestrahlen. Diese Techniken zeigen, welche chemischen Bindungen vorhanden sind, und liefern so Informationen über die Struktur von Proteinen. Dies wiederum hilft uns, Spuren von Proteinen in fossilen Federn nachzuweisen.
Unsere Analysen des 125 Millionen Jahre alten gefiederten Dinosauriers Sinornithosaurus ergaben reichlich gewellte Proteinstrukturen, die mit einem Protein namens Beta-Keratin übereinstimmen, das in modernen Federn häufig vorkommt. Spiralförmige Proteinstrukturen (die auf ein anderes Protein namens Alpha-Keratin hinweisen) waren nur in geringen Mengen vorhanden.
Als wir den Prozess der Fossilisierung in Laborexperimenten simulierten, stellten wir fest, dass sich gewellte Proteinstrukturen beim Erhitzen auflösen und spiralförmige Strukturen bilden.
Diese Ergebnisse legen nahe, dass antike Federn in ihrer Chemie den heutigen Federn bemerkenswert ähnlich waren. Es deutet auch darauf hin, dass spiralförmige Proteinstrukturen in Fossilien wahrscheinlich Artefakte des Fossilisierungsprozesses sind.
Letztendlich deuten unsere Ergebnisse jedoch darauf hin, dass Spuren von Proteinen Hunderte Millionen Jahre überleben.
Echter „Jurassic Park“ – wissenschaftliche Tatsache oder Fiktion?
Paläontologen können heute Fossilien mithilfe eines Arsenals an Techniken auf Hinweise auf antike Moleküle untersuchen, die vor 30 Jahren noch nicht verfügbar waren. Dies hat es uns ermöglicht, Fragmente von Molekülen in fossilen Tieren zu identifizieren, die Dutzende bis Hunderte Millionen Jahre alt sind.
Wissenschaftler haben Hämoglobin, ein Protein in roten Blutkörperchen, bei 50 Millionen Jahre alten Insekten und Melaninpigmente in den Tintenbeuteln von 200 Millionen Jahre alten Tintenfischen entdeckt.
Letztendlich brauchen wir jedoch intakte DNA, um Arten wiederzubeleben. Obwohl die Wissenschaftler also große Fortschritte gemacht haben, bleibt die Aussicht im Bereich der Science-Fiction. Alle bisherigen Daten aus Fossilien und Experimenten deuten darauf hin, dass es einfach unwahrscheinlich ist, dass die DNA zig Millionen Jahre überlebt.
Selbst wenn Wissenschaftler DNA-Fragmente in Dinosaurierfossilien finden würden, wären diese wahrscheinlich sehr kurz. Es ist unwahrscheinlich, dass kurze DNA-Fragmente uns nützliche Informationen über eine Art liefern. Und wir verfügen noch nicht über die Technologie, um solche seltenen DNA-Fragmente als Originale und nicht als zufällige Kombinationen von Aminosäuren, die während der Fossilisierung entstanden sind, zu validieren.
Bessere Laborprotokolle und Fossilisierungsexperimente helfen uns, Fossilien genauer zu interpretieren. Dies ebnet den Weg für gründlichere Untersuchungen antiker Moleküle.
In Zukunft könnten diese Studien unser Wissen darüber, wie lange Moleküle überleben können, in Frage stellen und sogar unser Verständnis der Entwicklung des Lebens auf der Erde verändern.
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