Tarkkaan pukeutuneena sinisiin Capri-housuihin ja hihaton yläosaan, pitkät hiukset virtaavat paljaiden hartioidensa yli, Mary Schweitzer istuu mikroskoopissa himmeässä laboratoriossa, hänen kasvonsa valaisevat vain hehkuva tietokoneen näyttö, joka näyttää ohuiden, haarautuvien alusten verkoston. Se on totta, verisuonet. Dinosauruksesta. ”Ho-ho-ho, olen innoissani”, hän naurahtaa. "Olen kuin todella innoissani."
Asiaan liittyvä sisältö
- "Jurassic World": n tutkija, Jack Horner, katkaisee elokuvan jännittävän trailerin
- Tyrannosaurus Rexin vaarallinen ja tappava purema
- Dinosaurusten elävät jälkeläiset
Kun 68 miljoonaa vuotta oli kulunut maaperässä, kaivuttiin Montanasta löydetty Tyrannosaurus-rex, sen jalkaluu murtui paloiksi ja fragmentit liuotettiin happoon Schweitzerin laboratoriossa Pohjois-Carolinan osavaltion yliopistossa Raleighissa. ”Viileät pavut”, hän sanoo katsoessaan näytön kuvaa.
Se oli iso uutinen viime vuonna, kun Schweitzer ilmoitti löytäneensä verisuonet ja rakenteet, jotka näyttivät kokonaisia soluja kyseisen T. rex -luun sisällä - ensimmäinen tällainen havainto. Löytö hämmästytti kollegoita, jotka eivät koskaan olleet kuvitelleet, että edes jälki vielä pehmeästä dinosauruskudoksesta voisi selviytyä. Loppujen lopuksi, kuten mikä tahansa oppikirja kertoo, eläimen kuollessa pehmytkudokset, kuten verisuonet, lihakset ja iho, rappeutuvat ja häviävät ajan myötä, kun taas kovat kudokset, kuten luu, voivat vähitellen hankkia mineraaleja ympäristöstä ja tulla fossiileiksi. Schweitzer, yksi ensimmäisistä tutkijoista, jotka käyttivät modernin solubiologian työkaluja dinosaurusten tutkimiseen, on ohittanut tavanomaisen viisauden osoittamalla, että joillakin kymmenen miljoonien vuosien vanhoilla kivikoveilla fossiileilla voi olla sisätiloissa piilotettujen pehmytkudosten jäänteitä. ”Syyä, jota ei ole aiemmin havaittu, ei ole, että oikeamielinen paleontologi tekisi sitä, mitä Mary teki näytteiden kanssa. Emme suorita kaikkia näitä ponnisteluja kaivamaan näitä tavaroita maasta ja tuhota ne sitten happamaksi ”, sanoo dinosaurus paleontologi Thomas Holtz Jr., Marylandin yliopisto. ”Se on hieno tiede.” Havainnot voivat antaa uuden valon dinosaurusten kehityksestä ja kuinka niiden lihakset ja verisuonet toimivat. Ja uudet havainnot saattavat auttaa ratkaisemaan pitkään käyneen keskustelun siitä, oliko dinosaurukset lämminverinen, kylmäverinen vai molemmat.
Samaan aikaan Schweitzerin tutkimus on kaapattu "nuoren maan" kreationistien toimesta, jotka vaativat, että dinosaurus-pehmytkudos ei pystynyt selviämään miljoonien vuosien ajan. He väittävät, että hänen löytönsä tukevat heidän uskoaan, joka perustuu Genesiksen tulkintaan, että maa on vain muutama tuhat vuotta vanha. Tietenkin, ei ole epätavallista, että paleontologi eroaa kreationistien kanssa. Mutta kun kreationistit vääristävät Schweitzerin tietoja, hän suhtautuu siihen henkilökohtaisesti: hän kuvaa itseään "täydelliseksi ja totaaliseksi kristityksi". Toimistossaan hyllyllä on laatta, jossa on Vanhan testamentin jae: "Tiedän suunnitelmat, jotka minulla on sinulle, "Julistaa Herra, " aikoo menestyä sinulle eikä vahingoittaa sinua, aikoo antaa sinulle toivoa ja tulevaisuutta. "
Voi olla, että Schweitzerin epätavallinen lähestymistapa paleontologiaan voidaan jäljittää hänen pyöreään uraansa. Kasvatessaan Helenassa, Montanassa, hän läpäisi vaiheen, jolloin hän, kuten monet lapset, kiehtoi dinosauruksista. Itse asiassa 5-vuotiaana hän ilmoitti aikovansa tulla paleontologiksi. Mutta ensin hän sai korkeakoulututkinnon kommunikatiivisista häiriöistä, meni naimisiin, hänellä oli kolme lasta ja opetti lyhytaikaisesti korjaavaa biologiaa korkeakouluille. Vuonna 1989, kymmenen vuotta valmistumisensa jälkeen, hän istui Montanan osavaltion yliopistossa kurssilla, jota opetti paleontologi Jack Horner, Kalliolaisten museosta, nykyisin Smithsonian instituutin tytäryhtiö. Luennot herättivät hänen intohimonsa dinosauruksiin. Pian sen jälkeen hän puhui tapakseen vapaaehtoistyöntekijän Hornerin laboratoriossa ja aloitti jatko-opintojen suorittamisen paleontologiassa.
Aluksi hän ajatteli tutkivansa, kuinka dinosaurusluiden mikroskooppinen rakenne eroaa eläimen painosta riippuen. Mutta sitten tuli tapaus, jossa oli punaisia pisteitä.
Vuonna 1991 Schweitzer yritti tutkia ohuita luun viipaleita 65 miljoonan vuoden ikäiseltä T. rexiltä. Hänellä oli vaikea saada viipaleet kiinni lasilevyyn, joten hän etsi apua yliopiston molekyylibiologilta. Biologi Gayle Callis sattui ottamaan dioja eläinlääkärikonferenssiin, jossa hän perusti muinaiset näytteet muille katsottavaksi. Yksi eläinlääkäreistä meni Callisiin ja kysyi: “Tiedätkö, että siinä luussa on punasoluja?” Tietysti mikroskoopin alla näytti, että luu oli täynnä punaisia levyjä. Myöhemmin Schweitzer muistelee: ”Katsoin tätä ja katsoin tätä ja ajattelin, että tämä ei voi olla. Punasolut eivät säilytä. ”
Schweitzer näytti diaa Hornerille. "Kun hän löysi ensimmäisen kerran punasoluista näköisiä rakenteita, sanoin: Jep, niin ne näyttävätkin", hänen mentorinsa muistelee. Hänen mielestään oli mahdollista, että ne olivat punasoluja, mutta hän antoi hänelle neuvoja: "Katso nyt, voitko löytää todisteita siitä, etteivätkö he ole niitä".
Sen sijaan, mitä hän löysi, oli todisteita luusta tehdystä helmistä - lisätukea ajatukselle, että ne olivat punasoluja. Heme on osa hemoglobiinia, proteiini, joka kuljettaa happea veressä ja antaa punasoluille niiden värin. "Se sai minut todella kiinnostuneeksi poikkeuksellisesta säilyttämisestä", hän sanoo. Jos tuon yhden dinosauruksen hiukkaset pystyivät roikkumaan 65 miljoonan vuoden ajan, ehkä oppikirjat olivat väärässä fossiilisoitumisessa.
Schweitzer pyrkii itsehukkaamaan, väittäen olevansa toivoton tietokoneissa, laboratoriotyössä ja puhuessaan muukalaisten kanssa. Mutta kollegat ihailevat häntä sanomalla, että hän on päättäväinen ja ahkera ja hallitsi useita monimutkaisia laboratoriotekniikoita, jotka ovat useimpien paleontologien taitojen ulkopuolella. Epätavallisten kysymysten esittäminen vei paljon hermoa. "Jos osoitat häntä suuntaan ja sanot, älä mene tätä tietä, hän on sellainen henkilö, joka sanoo, miksi? - ja hän menee ja testaa itse", sanoo Floridan osavaltion yliopiston paleobiologi Gregory Erickson. . Schweitzer ottaa riskejä, sanoo Coloradon yliopiston paleontologi Karen Chin. "Se voi olla iso voitto tai se voi olla tavallaan ho-hum-tutkimusprojekti."
Vuonna 2000 Kalliovuorien museon kenttämiehen päällikkö Bob Harmon söi lounaansa syrjäisessä Montanan kanjonissa katseleessaan ja nähdessään luun, joka tarttui kallion muurista. Tuo luu osoittautui osaksi mitä parhaiten säilynyt T. rex maailmassa. Kolmen seuraavan kesän aikana työntekijät hakasivat dinosauruksen kohdalta poistaen sitä vähitellen kallion pinnalta. He kutsuivat sitä B. rex: ksi Harmonin kunniaksi ja kutsuttiin siitä Bob. Vuonna 2001 ne koteloivat osan dinosauruksesta ja sitä ympäröivää likaa kipsiin suojaamaan sitä. Pakkaus paino yli 2 000 puntaa, mikä osoittautui olevan helikopterin kapasiteetin yläpuolella, joten he jakoivat sen kahtia. Yksi B. rexin jalkaluista oli murskattu kahteen isoon kappaleeseen ja useiksi fragmenteiksi - juuri mitä Schweitzer tarvitsi mikromittakaavan tutkimuksiin.
Kävi ilmi, että Bob oli nimetty väärin. "Se on tyttö ja hän on raskaana", Schweitzer muistelee kertovan laboratorioteknikkoilleen katsellessaan sirpaleita. Reisiluun ontosta sisäpinnasta Schweitzer oli löytänyt luunjäämiä, jotka antoivat yllättävän paljon tietoa niistä tehdystä dinosauruksesta. Luut saattavat tuntua yhtä vakailta kuin kivet, mutta ne ovat todella jatkuvasti muuttumassa. Raskaana olevat naiset käyttävät luistaan olevaa kalsiumia kehittääkseen sikiön luurankoa. Ennen kuin naaraslinnut alkavat munia, ne muodostavat jalkapohjansa ja muiden luiden sisäpuolella kalsiumirikkaan rakenteen, nimeltään nivelluu; he käyttävät sitä lisääntymiskaudella munankuorien valmistukseen. Schweitzer oli tutkinut lintuja, joten hän tiesi nivelluusta ja juuri sen tajusi, että hän näki kyseisessä T. rex -näytteessä.
Useimmat paleontologit ovat nyt yhtä mieltä siitä, että linnut ovat dinosaurusten lähimmät elävät sukulaiset. Itse asiassa he sanovat, että linnut ovat dinosauruksia - värikkäitä, uskomattoman monimuotoisia, söpöjä, pieniä höyhenpelisiä dinosauruksia. Jurassic-metsien theropod elää kultatilassa, joka vierailee takapihan syöttölaitteessa, tropiikan tukaaneilla ja Afrikan savannin yli leviävissä strutseissa.
Ymmärtääkseen dinosaurusluunsa Schweitzer kääntyi kahteen alkeellisimmasta elävästä linnusta: strutsista ja emusta. Kesällä 2004 hän kysyi useilta strutsi-kasvattajilta naisluita. Viljelijä soitti kuukausia myöhemmin. ”Tarvitsetko silti sitä lady lady-strutsia?” Kuollut lintu oli ollut viljelijän kaivurikauhassa useita päiviä Pohjois-Carolinan kuumuudessa. Schweitzer ja kaksi kollegaa ottivat jalan tuoksuisesta ruumista ja ajoivat sen takaisin Raleighiin.
Kuten kuka tahansa voi kertoa, Schweitzerillä oli oikeus: dinosaurus Bobilla oli todella varastossa nivelluuta, kun hän kuoli. Science-lehdessä julkaistiin viime kesäkuussa julkaistu paperi, jossa on mikroskooppikuvia strutsin ja emu: n välisistä luista dinosaurusluun vieressä, ja niillä on lähes identtiset piirteet.
Testaamalla edelleen B. rex -luun fragmenttia, Schweitzer pyysi laboratorioteknikkoaan, Jennifer Wittmeyeriä, laittamaan sen heikkoon hapoon, joka liukenee hitaasti luuun, mukaan lukien kivittynyt luu, mutta ei pehmytkudokset. Eräänä perjantai-iltana tammikuussa 2004 Wittmeyer oli laboratoriossa tavalliseen tapaan. Hän otti fossiilisirun, joka oli ollut hapossa kolme päivää, ja pani sen mikroskoopin alle kuvaamaan. "[Siru] oli kaareva niin paljon, etten pystynyt saamaan sitä keskittymään", Wittmeyer muistelee. Hän käytti pihdit sen tasoittamiseen. ”Pihditni upposivat siihen, tekivät pienen syvennyksen ja kääntyivät takaisin ylös. Olin kuin, lopeta se! ”Viimein ärtyneisyyden kautta hän tajusi, mitä hänellä oli: fragmentti dinosaurus-pehmytkudoksesta, joka oli jäljellä, kun sen ympärillä oleva mineraaliluu oli liuennut. Yhtäkkiä Schweitzer ja Wittmeyer olivat tekemisissä asioiden kanssa, joita kukaan muu ei ollut koskaan nähnyt. Muutaman viikon ajan Wittmeyer sanoi, että se oli kuin joulu joka päivä.
Wittmeyer ottaa laboratoriossa nyt kuuden lokeroa sisältävän astian, joista jokaisessa on vähän ruskeaa kudoksen kudosta kirkkaassa nesteessä, ja laittaa sen mikroskoopin linssin alle. Jokaisen näytteen sisällä on hieno verkosto melkein selkeitä haaroittuneita suonia - Tyrannosaurus-naispuolisen kudoksen kudos, joka kulki metsien läpi 68 miljoonaa vuotta sitten ja valmistautui munimaan. Lähikuva, T. rexin ja hänen strutsin serkkujen verisuonet näyttävät huomattavan samanlaisilta. Dinosaurus-alusten sisällä on asioita, joita Schweitzer kutsuu diplomaattisesti “pyöreiksi mikrorakenteiksi” lehden artikkelissa tieteellisestä varovaisuudesta, mutta ne ovat punaisia ja pyöreitä. Hän ja muut tutkijat epäilevät olevansa punasoluja.
Tietysti kaikki, jotka haluavat tietää, onko DNA varmasti piilevä kyseisessä kudoksessa. Wittmeyer, jota on löydetty sen jälkeen lehdistön kokemuksesta, kutsuu tätä "kauheaksi kysymykseksi" - onko Schweitzerin työ valmistamassa tietä tieteiskirjallisuuden Jurassic Park -elokuvan tosielämäversioon, jossa dinosaurukset uudistettiin meripihkan säilötystä DNA: sta. Mutta DNA, jolla on eläimen geneettinen skripti, on erittäin herkkä molekyyli. Se on myös naurettavan vaikea tutkia, koska se on niin helposti saastunut nykyaikaisella biologisella materiaalilla, kuten mikrobilla tai ihosoluilla, kun se on haudattu tai kaivettu. Sen sijaan Schweitzer on testannut dinosauruksen kudosnäytteistään proteiineja, jotka ovat hiukan kovempia ja helpommin erotettavissa pilaavista aineista. Erityisesti hän on etsinyt kollageenia, elastiinia ja hemoglobiinia. Kollageeni muodostaa suuren osan luutelineistä, elastiini kääritään verisuonten ympärille ja hemoglobiini kuljettaa happea punasolujen sisällä.
Koska proteiinien kemiallinen rakenne muuttuu evoluution kautta, tutkijat voivat tutkia proteiinisekvenssejä saadakseen lisätietoja dinosaurusten kehityksestä. Ja koska proteiinit tekevät kaiken työn kehossa, niiden tutkiminen voisi joskus auttaa tutkijoita ymmärtämään dinosaurusfysiologiaa - esimerkiksi kuinka heidän lihaksensa ja verisuonensa toimivat.
Proteiinit ovat aivan liian pieniä poimiaksesi mikroskoopilla. Niiden etsimiseksi Schweitzer käyttää vasta-aineita, immuunijärjestelmän molekyylejä, jotka tunnistavat ja sitoutuvat tiettyihin proteiiniosiin. Schweitzer ja Wittmeyer ovat käyttäneet kanan kollageenin, lehmän elastiinin ja strutsihemoglobiinin vasta-aineita etsiä samanlaisia molekyylejä dinosauruskudoksesta. Lokakuun 2005 paleontologiakonferenssissa Schweitzer esitti alustavan näytön siitä, että hän on havainnut näytteistään todellisia dinosaurusproteiineja.
Muut viime vuoden havainnot ovat osoittaneet, että pehmytkudoksen löytäminen B. rexistä ei ollut vain fluke. Schweitzer ja Wittmeyer ovat nyt löytäneet todennäköiset verisuonet, luuta rakentavat solut ja sidekudoksen toisesta T. rexistä, Argentiinasta peräisin olevasta Theropodista ja 300 000 vuotta vanhasta villaisesta mammutti fossiilista. Schweitzerin työ osoittaa meille, ettemme oikeastaan ymmärrä rappeutumista, Holtz sanoo. "Luonnossa on paljon todella perusasioita, joista ihmiset tekevät vain oletuksia."
Nuoret maapallon kreationistit näkevät myös Schweitzerin teoksen vallankumouksellisena, mutta aivan eri tavalla. He tarttuivat ensin Schweitzerin työhön sen jälkeen, kun hän kirjoitti artikkelin populaaritieteelliseen Earth-lehmään Earth vuonna 1997 mahdollisista punasoluista hänen dinosaurusnäytteissään. Creation-aikakauslehti väitti, että Schweitzerin tutkimus oli ”voimakas todistus miljoonien vuosien sitten eläneestä dinosaurusten koko ajatuksesta. Se puhuu Raamatun kertomuksesta äskettäisestä luomuksesta. "
Tämä ajaa Schweitzerin hulluksi. Geologit ovat todenneet, että Hell Creek -muodostuma, josta B. rex löytyi, on 68 miljoonaa vuotta vanha, samoin kuin siihen haudatut luut. Hän on kauhistunut siitä, että jotkut kristityt syyttävät häntä tietojensa todellisen merkityksen piilottamisesta. "He kohtelevat sinua todella huonosti", hän sanoo. ”He kiertävät sanojasi ja manipuloivat tietojasi.” Hänelle tiede ja uskonto edustavat kahta eri tapaa katsoa maailmaa; vetoaminen Jumalan käteen luonnonilmiöiden selittämiseksi rikkoo tieteen sääntöjä. Loppujen lopuksi hän sanoo, että Jumala pyytää uskoa, ei todisteita. ”Jos sinulla on kaikki nämä todisteet ja todisteet siitä, että Jumala on olemassa, et tarvitse uskoa. Luulen, että hän suunnitteli sen sellaisenaan, että emme koskaan pysty todistamaan hänen olemassaoloaan. Ja mielestäni se on todella siistiä. ”
Määritelmästä on paljon, mitä tutkijat eivät tiedä, koska tieteen koko tarkoitus on tutkia tuntematonta. Koska Schweitzer on selvää, että tutkijat eivät ole selittäneet kaikkea, se jättää tilaa muille selityksille. "Mielestäni olemme aina viisasta jättää tietyt ovet auki", hän sanoo.
Schweitzerin kiinnostuksella molekyylien ja solujen pitkäaikaiseen säilyttämiseen on kuitenkin toinen maailmalle ulottuva ulottuvuus: hän tekee yhteistyötä NASA: n tutkijoiden kanssa etsien todisteita mahdollisesta menneestä elämästä Marsissa, Saturnuksen kuussa Titan ja muissa taivaallisissa ruumiissa. (Tutkijat ilmoittivat esimerkiksi tänä keväänä, että Saturnuksen pienellä kuulla Enceladusella näyttää olevan nestemäistä vettä, todennäköinen edellytys elämälle.)
Astrobiologia on yksi biologian heikoimmista haaroista, joka käsittelee elämässä sitä, jota saattaa olla tai olla, ja jota ei voi olla, tai jolla ei ehkä ole mitään tunnistettavissa olevaa muotoa. "Lähes kaikille NASA-tavaroiden parissa työskenteleville he ovat vain sotaan taivaassa ja työskentelevät astrobiologiaan liittyvissä kysymyksissä", Schweitzer sanoo. Hänen NASA-tutkimukseensa kuuluu vasta-aineiden käyttäminen koettimiksi elämän merkkejä odottamattomissa paikoissa. ”Minulle se on keino päähän. Haluan todella tietää dinosauruksista. ”
Tätä tarkoitusta varten Schweitzer viettää Wittmeyerin kanssa tunteja mikroskooppien edessä pimeissä huoneissa. Neljännen sukupolven Montananille jopa suhteellisen rento Raleighin alue on iso kaupunki. Hän muistuttaa kiusallisesti metsästysmatkailusta Montanan hevosen selässä. "Mikroskoopin mukainen paleontologia ei ole niin hauskaa", hän sanoo. "Olisin mieluummin harrastaa ympäriinsä."
"Silmämunani ovat vain ehdottomasti paistettuja", Schweitzer sanoo tuntien jälkeen katsellut mikroskoopin okulaarien kautta hehkuvia suonia ja läpänpisteitä. Voisit kutsua sitä hintaksi, jonka hän maksaa, koska hän ei ole tyypillinen.
