Как мягкие ткани динозавров могут сохраняться десятки миллионов лет? Разгадка найдена

Образцы мягких тканей динозавров, сохранившиеся в течение десятков миллионов лет, долго оставались загадкой для исследователей.

Иллюстрация Zhao Chuang.

Остатки кровеносного сосуда динозавра из группы зауроподов вместе с внеклеточным матриксом кости, в котором сохранились окаменевшие клетки.

Фото Jasmina Wiemann/Yale University.

Экспериментальные образцы, на которых исследователи испытывали ускоренный во много раз процесс образования окаменелостей.

Фото Jasmina Wiemann/Yale University.

В некоторых окаменелостях возрастом до ста миллионов лет учёные находят остатки нервов, кровеносных сосудов и тому подобные структуры. Как они могли сохраниться на протяжении столь длительного времени? Этот вопрос давно интриговал палеонтологов, и недавно они нашли ответ, сравнив останки динозавров с подгоревшими гренками.

Химический процесс, который может консервировать остатки мягких тканей на столь долгий срок, описан в научной статье, опубликованной в журнале Nature Communications группой во главе с Дереком Бриггсом (Derek Briggs) из Йельского университета.

Напомним, что скелеты возрастом в миллионы лет никого не удивляют, потому что кости животных содержат минеральные частицы апатита. Именно поэтому они относительно хорошо сохраняются в ископаемой летописи. А вот белки, составляющие мягкие ткани, как считают эксперты, полностью разрушаются примерно за четыре миллиона лет.

Остатки кровеносного сосуда динозавра из группы зауроподов вместе с внеклеточным матриксом кости, в котором сохранились окаменевшие клетки.
Остатки кровеносного сосуда динозавра из группы зауроподов вместе с внеклеточным матриксом кости, в котором сохранились окаменевшие клетки.
Фото Jasmina Wiemann/Yale University.

Тем не менее известны ископаемые образцы клеток крови и других хрупких структур, древнейшие из которых имеют возраст почти в двести миллионов лет. Какой процесс позволил им сохраниться? В каких природных условиях он запускается? И где искать ископаемые, которые могут содержать остатки столь хрупких тканей? На эти вопросы и искали ответы исследователи.

"Мы проверили 35 образцов ископаемых костей, яичной скорлупы и зубов, чтобы узнать, сохранились ли в них [окаменевшие] белковые мягкие ткани, узнать их химический состав и определить, при каких условиях они могли сохраниться в течение миллионов лет", – объясняет первый автор статьи Жасмина Виманн (Jasmina Wiemann), также из Йельского университета.

Исследователи вымывали из образцов кальций и обнажали сохранившиеся структуры мягких тканей. Таким образом взору учёных открывались окаменевшие клетки, внеклеточный матрикс, остатки сосудов и нервов. Чтобы узнать их химический состав, специалисты применили рамановскую спектроскопию.

Обнаружилось, что остатки мягких тканей богаты конечными продуктами гликирования и конечными продуктами липоксидации. Это полимеры, которые можно получить путём "сшивания" между собой белковых молекул.

Эти вещества довольно устойчивы: они не разлагаются в течение многих десятков миллионов лет. Кроме того, они не впитывают воду, поэтому являются негостеприимной средой для бактерий, которые могли бы "переварить" их.

Любопытно, что эти вещества по составу сходны с чёрной корочкой на подгоревшем хлебе. Так что в некотором смысле палеонтологам помогает та же химия, которая доставляет головную боль нерасторопным любителям гренок.

Экспериментальные образцы, на которых исследователи испытывали ускоренный во много раз процесс образования окаменелостей.
Экспериментальные образцы, на которых исследователи испытывали ускоренный во много раз процесс образования окаменелостей.
Фото Jasmina Wiemann/Yale University.

Как животные белки превращаются в такие соединения? Как выяснили исследователи, в этом могут помочь кислые среды. Подходящим окружением для такой химической консервации будут песчаники или известняки.

Где ископаемые могут попасть в подобную среду? Выбор богат: морские мелководья, дюны, речные отложения. Именно здесь палеонтологов могут поджидать самые интересные находки.

Обнаруженный процесс (правда, ускоренный во много раз) авторы также воспроизвели в лаборатории.

"Наши результаты показывают, как химическое изменение объясняет [сохранение] этих мягких тканей [в качестве] ископаемых и определяет типы окружающей среды, в которых этот процесс происходит", – заключает Бриггс.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали и о том, что иногда "следы мягких тканей" могут иметь небиологическое происхождение.