Tyrannosaurus rex, nejpopulárnější severoamerický dinosaurus, měl malý genom.

Z dob dinosaurů se nám tu a tam něco zachovalo. Na některých fosiliích se dokonce zachovaly zbytky tkáně s rozlámanou DNA. Tyto nálezy stály u zrodu filmu Jurský park a u názoru optimistů, že z toho jednou dinosaury zrekonstruujeme. Skeptici zase tvrdí opak a argumentují tím, že DNA se zachovala jen ve fragmentech ze kterých genom poskládat nikdy nepůjde. Už proto, že  vlastně ani nevíme, jak byl genom těchto zvířat velký.

Zvětšit obrázek

Scott Edwards (vlevo), Andrew Shedlock a Chris Organ zkoumají allosauří kosti. Přišli na to, že z velikosti fosilizovaných buněk zvaných osteocyty lze určit pravděpodobnou délku DNA sekvencí.

Na otázku velikosti dinosauřího genomu vědci nyní do určité míry odpověď našli. Postaraly se o to týmy ze dvou vědeckých pracovišť. Harvard University a University of Reading. Vůdčími osobnostmi tohoto bádání byli Chris Organ a Scott V Edwards. Výsledky jejich snažení v tomto týdnu zveřejnil časopis Nature.

Závěry ke kterým vědci došli jsou založeny na překvapivě jednoduché úvaze. Nedávno se totiž zjistilo, že velikost určitých buněk v kostech souvisí s velikostí genomu (neboli obsahem DNA v jádře buněk). Alespoň tomu tak je u dnes žijících druhů živočichů. Z toho vědci usoudili, že by tomu tak mělo být i u dinosaurů a předchůdců dnešních ptáků.
Pak už jen následovalo shánění zachovalých dinosauřích fosílií. Dali jich dohromady jednatřicet. Vlastně jich bylo víc, ale jen 31 jich bylo ve stavu, že z nich šlo vyčíst velikost buněk, které kdysi tvořily kost.

Zvětšit obrázek

Titěrným genomem se honosil i Velociraptor.

Už první srovnání mikrostruktury kostí ukázalo na to, že vzorky spadají do dvou zcela odlišných typů. Theropodi – draví masožravci, jako například Tyrannosaurus rex a Velociraptor, měli komůrky pro buňky malé a jejich genom tedy také byl malý, srovnatelný s dnešními ptáky.
Na druhé straně to byli ornithischiani (ptakopánví dinosauři), kteří zahrnují například Stegosaura a Triceratopse, měli zase buňky v kostech velké a jejich genom byl srovnatelný s dnešními ještěrkami a krokodýly.

Zvětšit obrázek

Osteocyt. Fosilie těchto buněk pohřbily další obecně uznávanou teorii o tom, že malý a úsporný genom se vyvinul až v souvislosti se vznikem ptáků. Omyl. Bylo to o nějakých sto milionů let dříve.

Toto rozštěpení genomů na zcela odlišné typy nesouvisí s množstvím genů, ale souvisí s množstvím takzvané repetitivní DNA. Ostatně i dnes lze rozdíly v této specifické nekódující DNA sledovat mezi stávajícími druhy žijících zvířat.

Vědci zjistili, že u zvířat patřících k ornithischianům, část genomu tvořená repetitivní DNA tvořila 12%. U theropodů to bylo podstatně méně, jen 8,4%. To znamená, že dinosauří malé genomy (dnes typické pro ptáky) se odštěpily od jiných dinosaurů s velkými genomy, již před nějakými 230 až 250 miliony let. Došlo k tomu již před 110 miliony let, tedy mnohem dříve, než vznikly moderní typy ptáků.

Scvrkávání se genomu u theropodů ale nepokračovalo věčně. Po určité době v řádu sta milionu let, se zastavilo a toto ustálení už trvá až do současnosti, jak můžeme pozorovat u ptáků.

Tyto poznatky tedy pohřbily teorii o tom, že malý a na repetitivní oblasti chudý genom, typický pro ptáky, se vyvinul někdy v době, kdy vznikli ptáci. Takže ani není pravda, že to celé souvisí s létáním a že to mělo co do činění s úsporou hmotnosti.

Zvětšit obrázek

Takový Stegosaurus na tom byl s genomem zcela jinak. Odpovídá dnešním ještěrkám.

Sice nevíme proč tomu tak bylo, ale malý genom začal u části dinosaurů vznikat dlouho před tím, než začali mít dinosauři proudnicový tvar a než vznikl první prapták. Dinosaurům tak můžeme připsat na vrub další ze znaků, který nebyl výsadou ptáků (jak se také dříve myslelo), a který dinosauři měli hodně dávno, před tím, než se o nějakých praptácích dá vůbec hovořit. K těmto znakům (dříve přisuzovaným až ptákům), patří například opeření, výkonnější dýchání a inovace plicního systému, ale také péče o potomstvo a dokonce i sezení na vejcích.

Novinku, týkající se délky (velikosti) genomu, nyní víme díky tomu, že Organa a Edwardse napadlo ověřit si, jestli náhodou poznatek o tom, že velikost jader (a obsah DNA)  souvisí s velikostí buněk kostní dřeně, náhodou také neplatí pro velikost buněk, ze kterých roste kost (osteocyty). Ukázalo se, že souvisí. A tak i když se nám buňky dinosaurů nezachovaly, fosilizované komůrky v kostech, které byly dříve zmíněnými osteocyty, se zachovaly a to dokonce v míře vrchovaté. Srovnávací zoologie tak dostala zajímavý nástroj, který z kosterních pozůstatků může odečíst, jak který dinosarus měl velký genom, kam patřil a kolik repetitivní (nekódující) DNA jeho buňky obsahovaly. A to i v případech, že se jeho vlastní DNA vůbec nezachovala.

Pramen: Harvard University.