پژوهشگران با بررسی میکروسکوپی و شیمیایی استخوان یک دایناسور در برزیل، ساختارهایی شبیه گلبول قرمز و مولکول‌های مرتبط با خون را شناسایی کردند؛ یافته‌ای که در صورت تأیید در مطالعات بعدی، می‌تواند شناخت دانشمندان از حفظ بافت‌های نرم در فسیل‌ها را تغییر دهد.
به گزارش سیناپرس، استخوان‌ها، دندان‌ها، پرها، تخم‌ها و حتی بقایای دفعی دایناسورها از جمله یافته‌های شناخته‌شده دیرینه‌شناسی هستند؛ اما شناسایی نشانه‌هایی از سلول‌های خونی در فسیلی با قدمت حدود ۱۱۵ میلیون سال، افق تازه‌ای را برای مطالعه بقایای زیستی این جانوران باستانی گشوده است.
گروهی از پژوهشگران به سرپرستی دانشمندان دانشگاه کرتین استرالیا، در استخوان پای یک دایناسور ساختارهایی میکروسکوپی شبیه گلبول‌های قرمز و ترکیبات شیمیایی مرتبط با خون پیدا کردند. اهمیت این یافته در آن است که پژوهشگران، برخلاف برخی مطالعات پیشین، تنها به شباهت ظاهری ساختارها اکتفا نکردند و با استفاده از روش‌های شیمیایی و مولکولی نیز منشأ احتمالی آن‌ها را بررسی کردند.
نشانه‌های خون در استخوان یک دایناسور برزیلی
فسیل مورد بررسی در سال ۲۰۰۸ از یک معدن در برزیل به دست آمد و به دایناسوری کوچک از گروه تروپودها با نام علمی Aratasaurus museunacionali تعلق دارد که حدود ۱۱۵ میلیون سال پیش زندگی می‌کرد.
پژوهشگران هنگام بررسی دقیق استخوان، مجراهای ریز مربوط به بافت عروقی را شناسایی کردند. درون این مجراها، ساختارهای بیضی‌شکل میکروسکوپی وجود داشت که از نظر اندازه، شکل و محل قرارگیری، شباهت‌هایی به سلول‌های خونی داشتند.
با این حال، شباهت ظاهری به‌تنهایی برای اثبات منشأ زیستی این ساختارها کافی نبود. یکی از احتمال‌ها این بود که آن‌ها بقایای قارچ‌ها یا میکروب‌هایی باشند که پس از مرگ دایناسور به استخوان نفوذ کرده‌اند.
برای بررسی این احتمال، گروه پژوهشی از روش‌های تصویربرداری، طیف‌سنجی و تحلیل مولکولی استفاده کرد. بررسی‌ها شواهد مشخصی از ساختارهای معمول مرتبط با رشد میکروب‌ها، مانند رشته‌های قارچی، هاگ‌ها یا لایه‌های زیستی میکروبی نشان نداد. همچنین نشانه‌هایی از برخی فرایندهای معدنی و رسوبی که می‌توانستند ساختارهای مشابه سلول ایجاد کنند، مشاهده نشد.
مولکول‌های مرتبط با خون چه چیزی را نشان دادند؟
یکی از مهم‌ترین بخش‌های مطالعه، شناسایی هِم بود؛ مولکولی که بخش اصلی هموگلوبین را تشکیل می‌دهد و در انتقال اکسیژن به‌وسیله گلبول‌های قرمز نقش دارد.
پژوهشگران با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و طیف‌سنجی جرمی، ترکیبات استخراج‌شده از استخوان را بررسی کردند. نتایج نشان داد هِم B بخش غالب ترکیبات شناسایی‌شده در عصاره استخوان بوده است؛ الگویی که با ترکیب شیمیایی سنگ اطراف فسیل تفاوت داشت.
نقشه‌برداری عنصری نیز نشان داد ساختارهای شبیه سلول با آهن، کربن و نیتروژن ارتباط دارند؛ عناصری که می‌توانند در ترکیبات مرتبط با هِم حضور داشته باشند.
مجموع این شواهد، فرضیه منشأ خونی ساختارها را تقویت می‌کند. با این حال، پژوهشگران هنوز با قطعیت ثابت نکرده‌اند که این ساختارها گلبول‌های قرمز دست‌نخورده دایناسور هستند؛ ازاین‌رو، یافته‌ها باید با احتیاط تفسیر شوند.
چگونه بقایای ظریف زیستی میلیون‌ها سال حفظ می‌شوند؟
بافت‌های نرم، برخلاف استخوان و دندان، معمولاً پس از مرگ جاندار به‌سرعت تجزیه می‌شوند. به همین دلیل، حفظ ساختارهای احتمالی سلولی در فسیلی با قدمت ۱۱۵ میلیون سال، پرسش مهمی درباره شرایط فسیل‌شدن مطرح می‌کند.
پژوهشگران احتمال می‌دهند شرایط ویژه زمین‌شناختی محل دفن این دایناسور در حفظ ساختارها نقش داشته باشد. به گفته آن‌ها، بقایا احتمالاً در محیطی کم‌عمق و تقریباً فاقد اکسیژن، در میان لایه‌های میکروبی، مدفون شده‌اند. چنین شرایطی ممکن است روند تجزیه مواد زیستی را تغییر داده باشد.
همچنین، فرایندهای معدنی‌شدن، از جمله نقش احتمالی منگنز، شاید به تثبیت یا بازتولید ساختارهای ظریف زیستی در قالب مواد معدنی کمک کرده باشند.
به این ترتیب، لزوماً نمی‌توان تصور کرد که یک سلول زیستی بدون تغییر برای ۱۱۵ میلیون سال باقی مانده است؛ ممکن است آنچه امروز مشاهده می‌شود، اثری معدنی‌شده از ساختار اولیه سلول باشد که در تعامل با محیط شیمیایی اطراف حفظ شده است.
آیا این کشف تاریخچه فیزیولوژی دایناسورها را روشن می‌کند؟
اگر نتایج این مطالعه در فسیل‌های دیگر نیز تأیید شود، دانشمندان می‌توانند با روش‌های دقیق‌تری به بررسی بقایای مولکولی و ساختارهای میکروسکوپی جانوران منقرض‌شده بپردازند. چنین رویکردی ممکن است در آینده به شناخت بهتر برخی ویژگی‌های زیستی دایناسورها کمک کند.
با این حال، گام بعدی، تکرار مستقل آزمایش‌ها روی فسیل‌های بیشتر، نمونه‌هایی از محیط‌های زمین‌شناختی متفاوت و گونه‌های مختلف دایناسورهاست. پژوهشگران تأکید می‌کنند که تا پیش از دستیابی به شواهد مستقل و قابل تکرار، نباید از این یافته‌ها نتیجه‌گیری قطعی درباره فیزیولوژی دایناسورها داشت.
یکی از پیامدهای مهم این پژوهش آن است که شاید برای کشف اطلاعات تازه درباره حیات باستانی، همیشه نیازی به یافتن فسیل‌های جدید نباشد. مجموعه‌های موزه‌ای و دانشگاهی که دهه‌ها پیش برای بررسی ساختار استخوان‌ها گردآوری شده‌اند، ممکن است اطلاعات شیمیایی، معدنی و میکروسکوپی ناشناخته‌ای در خود داشته باشند؛ اطلاعاتی که با فناوری‌های جدید اکنون امکان بررسی آن‌ها فراهم شده است.
نتایج این پژوهش در نشریه علمی Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر شده است.