Dinosauří měkké tkáně jsou již realitou

…aneb Shrnutí prvních dvaceti let fascinujícího výzkumu

Stehenní kost mladé samice druhu Tyrannosaurus rex, přezdívané „B-rex“ (sbírkové označení MOR 1125). Právě vzorek tohoto fosilního femuru patřil k prvním zkamenělinám druhohorních dinosaurů, v nichž před dvaceti lety Mary H. Schweitzerová objevila „měkké tkáně“. Kredit: San Antonio, J. D.; et al. (2005); Wikipedia (CC BY 2.5).

Před dvaceti lety vzbudily senzaci odborné práce na téma dinosauřích „měkkých tkání“, dochovaných ve fosiliích starých přes 66 milionů let.[1] Ačkoliv výzkum na toto téma probíhal již od 80. let minulého století, teprve studie publikované americkou paleobioložkou Mary Higby Schweitzerovou a jejími kolegy vyvolal větší pozdvižení a dokonce i (plané) naděje na realizaci jakési skutečné obdoby filmového Jurského parku.[2] Ačkoliv Jurský park není a nejspíš ani nikdy nebude realitou, zmíněné měkké tkáně a biomolekuly ve fosiliích pocházejících z druhohorní éry se ukazují být naprosto skutečným fenoménem. Podle některých vědců by dokonce mohly přinést největší revoluci v paleontologickém výzkumu v celých čtvrt tisíciletí dlouhých dějinách této vědní disciplíny.[3] Přitom ještě nedávno byly hodně slyšet i skeptické hlasy, které možnost existence původních „biologických“ složek ve fosiliích neptačích dinosaurů naprosto odmítaly s argumentem, že podobný materiál nemá šanci se po tak dlouhou dobu, přesahující celou geologickou éru, zachovat.[4]

Skvěle dochovaná zkamenělina kachnozobého dinosaura druhu Brachylophosaurus canadensis (slavný exemplář „Leonardo“). Některé fosilní kostry tohoto druhu hadrosaurida rovněž poskytly měkké tkáně a biomolekuly. Kredit: The Children’s Museum of Indianapolis; Wikipedia (CC BY-SA 3.0).

Fosilie druhohorních dinosaurů už měly zkrátka být jen mrtvými kameny, zachovávajícími podobu někdejších kostí. Tak ostatně přistupovala paleontologie ke zkamenělinám obecně a bez výjimky až do poměrně nedávné doby. Nyní už se ale zdá, že můžeme konečně konstatovat, že ony měkké tkáně a biomolekuly v dinosauřích fosiliích skutečně existují a určitě se nejedná o pouhou kontaminaci recentním biologickým materiálem či o cokoliv podobného. Nový výzkum Mary H. Schweitzerové a jejího týmu ze Státní univerzity v Severní Karolíně znovu dokládá, že měkké tkáně v dinosauřích fosiliích jsou zcela reálné a jejich dochování není závislé na druhu dinosaura, stáří sedimentů ani na základních vlastnostech samotných fosilií.[5]

Mary H. Schweitzerová si položila dvě základní otázky – dokážeme tyto struktury izolovat z různých jedinců a druhů dinosaurů? A dále, závisí pravděpodobnost jejich zachování na stáří sedimentů, ve kterých se fosilie dochovaly? Tým poté provedl demineralizaci šesti fosilií z různých dinosauřích exemplářů – jednalo se o čtyři různé jedince obřího teropoda druhu Tyrannosaurus rex, jeden exemplář hadrosaurida druhu Brachylophosaurus canadensis a jeden exemplář rohatého ceratopsida. Stáří těchto fosilií představuje rozpětí 78 až 66 milionů let, pocházejí tedy z období raného kampánu až nejpozdnějšího maastrichtu (pozdní křída).[6]

Při výzkumu dinosauřích měkkých tkání si vědci pomáhají častým porovnáváním s organickým materiálem dnešních ptáků, zejména pak kura domácího a pštrosa dvouprstého. Ptáci jsou nejbližšími žijícími příbuznými neptačích dinosaurů, dokonce se fakticky jedná o jedinou dosud přežívající skupinu teropodních dinosaurů. Kredit: William Warby; Wikipedia (CC BY 2.0).

Jedním ze zásadních problémů při studiu pravěkých biomolekul a měkkých tkání je způsob, jak rozlišit tyto struktury od recentních bakteriálních povlaků, houbových organismů nebo jiných kontaminantů. Schweitzerová s kolegy v průběhu desetiletí vyvinula a zdokonalila analytické metody, které pomáhají tento problém vyřešit.[7] Nejprve za pomoci optických mikroskopů, rastrovacích i transmisních elektronových mikroskopů a nano-počítačovou tomografií získají obrázky drobných krevních cév v extrémně detailním rozlišení. Dále použijí vyspělé analytické metody k rozlišení těchto tkání na různých úrovních, včetně imunofluorescence nebo třeba hmotnostní spektrometrie doby letu, kterými se snaží odhalit podstatu zkoumaných molekul.[8] Takto postupují v různých rozlišeních a vrstvách fosilních vzorků, přičemž si pomáhají porovnáváním s mikrostrukturou kostí pštrosa, jednoho z blízkých příbuzných neptačích dinosaurů.[9] Na základě výzkumu pštrosích tkání pak mohou lépe posoudit, zda je sledovaný objekt ve fosiliích skutečně endogenní (tedy je původní, vnitřní strukturou). Tým Schweitzerové při svém výzkumu uspěl a dokázal najít pozůstatky krevních cév ve všech šesti vzorcích, i když se navzájem výrazně lišily v kvalitě svého dochování.

Narazili přitom u všech exemplářů také na stopy peptidů a proteinů, které neměly mikrobiální původ a jedná se tak pravděpodobně o původní organické molekuly. Autoři odborné práce dospěli k závěru, že původní prostředí, kde došlo k fosilizaci, nemá významný vliv pro dochování struktur, jako jsou cévy (pouze u jednoho exempláře druhu T. rex, dochovaného pouze v jílovci byla kvalita dochování mírně horší než u ostatních, dochovaných zčásti v jílovci i pískovci). Schweitzerová konstatuje, že dochování vaskulárních struktur ve fosiliích druhohorních dinosaurů nemusí být tak neobvyklé, jak se dříve předpokládalo. Podstatné také je, že nelze žádný fosilní exemplář předem odepsat z hlediska možnosti dochování delikátních struktur tohoto typu jen na základě typu sedimentu, ve kterém byl dochován. Zdá se totiž, že ani geologické stáří, ani okolní hornina a fosilizační podmínky nevylučují a zároveň nepreferují žádné konkrétní prostředí, ve kterém by šance na dochování měkkých tkání dinosaurů měla být větší.[10] V každém případě tu ale máme jakýsi pracovní rámec pro další výzkumy tohoto druhu, které podle Schweitzerové musejí být vždy prováděny velmi pečlivě a bez konkrétního očekávání z hlediska možných obdržených výsledků a izolovaných struktur. Je možné, že se právě nacházíme v jakémsi bodě zlomu ve výzkumu pravěkých měkkých tkání, kdy budeme konečně schopni s větší jistotou zjistit a definitivně určit, které biomolekuly a měkké tkáně se mohou v rozlišitelné kvalitě dochovat přes hradbu geologického času až do naší současnosti.[11] Možná právě stojíme na prahu nové vědecké revoluce, která nám o dinosaurech přinese dosud netušené informace, a to ve zcela netušeném rozsahu a detailnosti.

Napsáno pro weby DinosaurusBlog a OSEL.

Short Summary in English: Soft tissue preservation in dinosaur fossils does not seem to depend upon the species, geologic age or burial environment of the fossils in question, according to new research from North Carolina State University. The research by Mary Higby Schweitzer and her colleagues provides further evidence for the preservation of soft tissues and biomolecules through deep time and could serve as a methodological framework for other researchers.

Odkazy:

https://phys.org/news/2025-02-age-burial-environment-dont-hinder.html

https://www.earth.com/news/organic-molecules-collagen-discovered-in-66-million-year-old-dinosaur-bones/

https://www.nbcnews.com/id/wbna7285683

https://www.smithsonianmag.com/science-nature/dinosaur-shocker-115306469/

https://news.ncsu.edu/2025/03/06/soft-tissue-samples-can-survive-in-several-different-dinosaur-fossils/

[1] Schweitzer, M. H.; et al. (2005). Soft Tissue Vessels and Cellular Preservation in Tyrannosaurus rex. Science. 307 (5717): 1952–1955.

[2] Schweitzer, M. H. (1993). Biomolecule Preservation in Tyrannosaurus rex. Journal of Vertebrate Paleontology. 13: 56A.

[3] Schweitzer, M. H.; Wittmeyer, J. L.; Horner, J. R. (2007). Soft tissue and cellular preservation in vertebrate skeletal elements from the Cretaceous to the present. Proceedings. Biological Sciences. 274 (1607): 183–197.

[4] Kaye, T. G.; Gaugler, G.; Sawlowicz, Z. (2008). Stepanova, Anna (ed.). Dinosaurian Soft Tissues Interpreted as Bacterial Biofilms. PLOS ONE. 3 (7): e2808.

[5] Schweitzer, M. H.; et al. (2014). A role for iron and oxygen chemistry in preserving soft tissues, cells and molecules from deep time. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 281 (1775): 20132741.

[6] Cleland, T. P.; Schroeter, E. R. (2015). Mass Spectrometry and Antibody-Based Characterization of Blood Vessels from Brachylophosaurus canadensis. Journal of Proteome Research. 14 (12): 5252–5262.

[7] Canoville, A.; et al. (2021). Keratan sulfate as a marker for medullary bone in fossil vertebrates. Journal of Anatomy. 238 (6): 1296–1311.

[8] Schweitzer, M. H.; Zheng, W. (2017). Soft Tissue and Protein Preservation in Dinosaur Fossils: Evidence, Criteria and Implications. FASEB Journal. 31 (S1): 243.3.

[9] Schweitzer, M. H.; et al. (2013). Molecular analyses of dinosaur osteocytes support the presence of endogenous molecules. Bone. 52 (1): 414–423.

[10] Ullmann, P. V.; et al. (2021). Taphonomic and Diagenetic Pathways to Protein Preservation, Part I: The Case of Tyrannosaurus rex Specimen MOR 1125. Biology. 10 (11): 1193.

[11] Tuinstra, L.; et al. (2025). Evidence for Endogenous Collagen in Edmontosaurus Fossil Bone. Analytical Chemistry. 97 (5): 2618–2628.

Autor: Vladimír Socha

Datum: 25.03.2025

Tisk článku

Diskuze:

Datace pomocí 14C

Daniel B.,2025-03-27 14:33:41

Teď ještě najít měřitelné množství 14C v původních organických sloučeninách a je vymalováno.