Lebka exempláře MOR 1125, známého také jako „B-rex“. Je stále zjevnější, že z tohoto 66 milionů let starého jedince tyranosaura se nám dodnes dochovalo více než jen v „mrtvý“ kámen proměněné kosti. Kredit: Tim Evanson; Wikipedia (CC BY-SA 2.0)

O exempláři MOR 1125, v době svého úmrtí asi 16 až 18 let staré „gravidní“ tyranosauří samice[1], už jsem na tomto webu psal vícekrát. Tento středně velký exemplář obřího teropoda, objevený roku 2000 v sedimentech souvrství Hell Creek nedaleko přehradní nádrže Fort Peck v Montaně, proslul tím, že u něho byly identifikovány jakési původní organické molekuly (biomolekuly) a takzvané měkké tkáně, které v případě 66 milionů let staré fosilie samozřejmě neměly být přítomny.[2] Paleontoložka a molekulární bioložka Mary Higby Schweitzerová se proslavila od roku 2005 právě studiemi o dochování těchto původních organických pozůstatků ve zkamenělině „B-rexe“, jak se tomuto exempláři po nedávno zesnulém objeviteli Bobu Harmonovi přezdívá.[3] Schweitzerová v prvním desetiletí tohoto století (i tisíciletí) doslova šokovala celou vědeckou obec i veřejnost svým tvrzením, že ve zkamenělině nejslavnějšího dinosaura z úplného konce křídového období (a tedy celé druhohorní éry) objevila flexibilní struktury podobné původnímu proteinu kolagenu, stopy po dávných proteinech hemoglobinu a osteokalcinu a dalších fantastických pozůstatcích pravěkého organismu, které podle dosud platných představ v takto staré fosilii rozhodně být neměly.[4] Jak se dalo předpokládat, následovala živelná vlna kritiky a nesouhlasných reakcí od kolegů jak z oboru paleontologie, tak i molekulární biologie nebo genetiky.[5] Hlavním argumentem odpůrců bylo tvrzení, že se nejspíš jedná o nechtěné obohacení současným biologickým materiálem – pravděpodobně kvůli práci v ne zcela sterilním prostředí. To ale Schweitzerová i její kolegové rázně odmítají už celých 18 let, a je nesporně pravdou, že na většinu námitek vědkyně velmi přesvědčivě odpověděla.[6][7]

Mobilní terénní laboratoř Mary Higby Schweitzerové, zaparkovaná u budovy Museum of the Rockies ve městě Bozeman (Montana). Právě v ní vědkyně učinila některé ze svých prvních zásadních objevů na poli „dinosauřích měkkých tkání a organických molekul“. Kredit: Vlastní snímek autora článku; Wikipedie (CC BY-SA 4.0)

A nová vědecká práce, publikovaná letos v únoru, opět významně podporuje hypotézu, že se u mladé tyranosauřice z Montany skutečně dochovalo něco víc než jen v kámen proměněné kosti.[8] MOR 1125 je exemplář, který byl zkoumán mnoha moderními metodami, přičemž všechny přinášely potvrzení původní domněnce, že se v ní stále mohou nacházet jakési detekovatelné pozůstatky původních měkkých tkání a biomolekul.[9]

Stehenní kost MOR 1125 měří na délku 107 cm, patřila tedy menšímu jedinci druhu Tyrannosaurus rex (femur „Scottyho“ například měří na délku 133 cm). Snímek zobrazuje fosilii i výsledek její částečné demineralizace, při které byly údajně získány původní peptidy (chemické sloučeniny organického původu, tvořené aminokyselinami). Kredit: San Antonio, J. D.; et al.; Wikipedia (CC BY 2.5)

Ačkoliv se dle očekávání zvedla výrazná vlna skepticismu, množství studií publikovaných v posledním desetiletí dokládají, že původní kosterní biochemie mohla u neobvykle dochovaných fosilií za vhodných podmínek zůstat zčásti dochována.

Nový výzkum prostřednictvím synchrotronu (v podstatě jistého druhu urychlovače částic) poskytl množství dat, na jejichž základě bylo možné určit takřka přesné chemické složení původní kosti tyranosaura. Výzkum za pomoci moderních technologií XRF (rentgenové fluorescence) a XAS (rentgenové absorpční spektroskopie) na části fosilie stehenní kosti MOR 1125 ukázal, že jsou v ní stále přítomné prvky síra (S), vápník (Ca) a zinek (Zn), související s kostním metabolismem a druhotnou redepozicí před vlastní fosilizací. Jako srovnávací vzorky byly vybrány kosti současného dinosaura (ptáka) a druhohorního ornitopoda druhu Tenontosaurus tilletti (exemplář OMNH 34784).[10] Ptačí vzorek představuje kost vřetenní papouška kakadu moluckého (Cacatua moluccensis, exemplář NCSM 17977), u něhož byla pozorována podobná stavba kortikální (kompaktní) kostní tkáně. Výsledky nového výzkumu spolu s předchozími studiemi doložily, že původní chemické stopy organických molekul a tkání jsou u tyranosauřího exempláře MOR 1125 skutečně stále přítomné, zatímco u histologicky podobně kvalitně dochovaného tenontosaura OMNH 34784 nikoliv.

U obou těchto exemplářů byla původně pozorována tzv. medulární kost, tkáň typická pro kostru ptačích samic v době kladení vajíček (tkáň slouží jako zásobárna vápníku pro skořápku).[11] Pouze u exempláře „B-rex“ však technologie XFR a XAS potvrzují přítomnost původních biomolekul a chemických prvků odpovídajících správným lokacím v kosti (zejména dřeňové dutině), zatímco u tenontosaura došlo patrně k přílišné chemické proměně na molekulární úrovni, takže původní organické složky se v ní již nevyskytují. Autoři studie také dodávají, že kvalita dochování (včetně té na molekulární úrovni) je podmíněná individuálními podmínkami fosilizace a okolního horninového prostředí a dva velmi dobře dochované exempláře, na optické úrovni kvalitativně nerozlišitelné, mohou být v tomto směru zcela odlišné.

Nepřítomnost původních biomolekul u jednoho z nich (v tomto případě u tenontosaura OMNH 34784) tak v žádném případě nelze pokládat za důkaz nepřítomnosti podobných útvarů a chemických látek v jiném exempláři. Co je ale nejpodstatnější, získané výsledky o chemickém složení fosilie jasně odporují představám skeptiků a značně se liší od chemické a morfologické podoby navozené diagenetickými procesy.[12] Jinými slovy, zcela „mrtvá“ kost proměněná v kámen by na této úrovni vypadala jinak. Určitě se nejedná o poslední a definitivní slovo v této nanejvýš zajímavé a významné záležitosti[13], jedná se ale o důležitou podporu myšlenky existence měkkých tkání a biomolekul ve fosiliích organismů z minulých geologických období naší planety[14]. Možnost vytvořit reálný Jurský park zatím ve hře samozřejmě není, ale eventualita menší vědecké revoluce v paleontologii, založená na rozboru a porovnávání biomolekul napříč takto skvěle dochovanými fosiliemi, je více než slibná.[15]

Napsáno pro DinosaurusBlog a OSEL.

Short Summary in English: New research on the molecular structure of thigh bone of MOR 1125, the famous specimen of giant theropod Tyrannosaurus rex, supports previous discoveries about the preservation of original biological material in this fossil, suggesting new possibilities for deciphering extinct species life histories.

Odkazy:

https://en.wikipedia.org/wiki/Specimens_of_Tyrannosaurus

https://museumoftherockies.org/exhibitions/siebel-dinosaur-complex

https://phys.org/news/2005-06-eastern-montana-rex-yields-female.html

https://www.montana.edu/news/2458

https://blogs.scientificamerican.com/laelaps/its-a-girl-special-t-rex-was-an-expectant-mother/

[1] Schweitzer, M. H.; et al. (2016). Chemistry supports the identification of gender-specific reproductive tissue in Tyrannosaurus rex. Scientific Reports. 6 (1): 23099.

[2] Larson, P. L.; Carpenter, K. (2008). Tyrannosaurus Rex, the Tyrant King. Life of the past. Indiana University Press. ISBN 978-0-253-35087-9 (str. 93–100).

[3] Schweitzer, M. H.; Wittmeyer, J. L.; Horner, J. R. (2005). Gender-specific reproductive tissue in ratites and Tyrannosaurus rex (PDF). Science. 308 (5727): 1456–60.

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

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

[6] 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.

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

[8] Anné, J.; et al. (2023). Independent Evidence for the Preservation of Endogenous Bone Biochemistry in a Specimen of Tyrannosaurus rex. Biology. 12 (2): 264.

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

[10] Lee, A. H.; Werning, S. (2008). Sexual maturity in growing dinosaurs does not fit reptilian growth models. Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (2): 582–587.

[11] Werning, S. (2012). Farke, Andrew A (ed.). The Ontogenetic Osteohistology of Tenontosaurus tilletti. PLOS ONE. 7 (3): e33539.

[12] Kjær, K. H.; et al. (2022). A 2-million-year-old ecosystem in Greenland uncovered by environmental DNA. Nature. 612 (7939): 283–291.

[13] Buckley, M.; et al. (2017). A fossil protein chimera; difficulties in discriminating dinosaur peptide sequences from modern cross-contamination. Proceedings of the Royal Society B. 284 (1855).

[14] Schweitzer, M. H.; et al. (2009). Biomolecular characterization and protein sequences of the Campanian hadrosaur B. canadensis. Science. 324 (5927): 626–631.

[15] Bailleul, A. M.; et al. (2020). Evidence of proteins, chromosomes and chemical markers of DNA in exceptionally preserved dinosaur cartilage. National Science Review. 7 (4): 815–822.