Кокетно облечена в сини панталони Капри и връх без ръкави, дълга коса, преливаща през голи рамене, Мери Швайцер седи пред микроскоп в замъглена лаборатория, лицето й свети само от светещ компютърен екран, показващ мрежа от тънки разклонени съдове. Точно така, кръвоносни съдове. От динозавър. „Хо-хо-хо, развълнувана съм“, тя се хихиква. „Много съм развълнуван.“
Свързано съдържание
- Ученият зад "Джурасик свят", Джак Хорнър, разбива вълнуващия трейлър на филма
- Опасната и смъртоносна захапка на тиранозавъра Рекс
- Живите потомци на динозаврите
След 68 милиона години в земята, тираннозавър рекс, открит в Монтана, е изкопан, костта на краката му е счупена на парчета, а фрагментите са разтворени в киселина в лабораторията на Швейцер в държавния университет в Северна Каролина в Рели. „Готин боб“, казва тя, гледайки изображението на екрана.
Това беше голяма новина миналата година, когато Швейцер обяви, че е открила кръвоносни съдове и структури, приличащи на цели клетки вътре в костта на T. rex - първото наблюдение от този вид. Констатацията изуми колеги, които никога не са си представяли, че дори и следа от все още мека динозавърска тъкан може да оцелее. В крайна сметка, както всеки учебник ще ви каже, когато животно умре, меките тъкани като кръвоносни съдове, мускули и кожа се разпадат и изчезват с течение на времето, докато твърдите тъкани като костите постепенно могат да придобият минерали от околната среда и да станат вкаменелости. Швейцър, един от първите учени, използвали инструментите на съвременната клетъчна биология за изучаване на динозаври, е усъвършенствал конвенционалната мъдрост, като е показал, че някои скално твърди вкаменелости на десетки милиони години могат да имат останки от меки тъкани, скрити в интериора им. „Причината, че не е била открита преди това, никой правилно мислещ палеонтолог не би направил това, което Мария направи със своите екземпляри. Ние не се опитваме да изкопаем тези неща от земята, за да ги унищожим в киселина ”, казва палеонтологът на динозаврите Томас Холц-младши от Университета в Мериленд. „Това е страхотна наука.“ Наблюденията могат да хвърлят нова светлина върху това как се развиват динозаврите и как работят мускулите и кръвоносните им съдове. И новите открития могат да помогнат за уреждане на дългогодишен дебат за това дали динозаврите са били с топло охлаждане, студенокръвни - или и двете.
Междувременно изследванията на Швейцър бяха отвлечени от креационистите на „младата земя“, които настояват, че меките тъкани на динозавъра не биха могли да оцелеят милиони години. Те твърдят, че нейните открития подкрепят вярата им въз основа на тяхната интерпретация на Битие, че земята е само на няколко хиляди години. Разбира се, не е необичайно палеонтологът да се различава с креационистите. Но когато креационистите погрешно представят данните на Швейцер, тя го приема лично: тя описва себе си като „пълна и тотална християнка.“ На рафт в кабинета си има табела със старозаветни стих: „Защото знам плановете, които имам за вас, "Заявява Господ, " планира да ви просперира и да не ви навреди, планира да ви даде надежда и бъдеще. "
Може да се окаже, че неортодоксалният подход на Швейцер към палеонтологията може да се проследи до нейния обиколен кариерен път. Израснала в Хелена, Монтана, тя премина през фаза, когато като много деца беше очарована от динозаврите. Всъщност на 5-годишна възраст тя обяви, че ще бъде палеонтолог. Но първо тя получи колежанска степен по комуникативни разстройства, омъжи се, имаше три деца и за кратко преподава лечебна биология на гимназистите. През 1989 г., десетина години след като завършва колежа, тя участва в клас в Държавния университет в Монтана, преподаван от палеонтолога Джак Хорнър, от Музея на Скалистите скали, сега филиал на Смитсоновата институция. Лекциите възкресиха страстта й към динозаврите. Скоро след това тя си проправя път в доброволческа позиция в лабораторията на Хорнер и започва да следва докторат по палеонтология.
Първоначално смятала, че ще проучи как се различава микроскопичната структура на костите на динозаврите в зависимост от това колко тежи животното. Но след това дойде инцидентът с червените петна.
През 1991 г. Швейцер се опитва да изследва тънки резени кости от 65-милионна Т. рекс. Трудно й беше да вземе филийките да се залепят върху стъклена пързалка, затова потърси помощ от молекулярния биолог в университета. Биологът, Гейл Калис, случайно отнесе слайдовете на ветеринарна конференция, където тя постави древните проби, за да могат другите да ги разгледат. Един от ветеринарите се приближи до Калис и каза: „Знаеш ли, че имаш червени кръвни клетки в тази кост?“ Със сигурност под микроскоп се оказа, че костта е пълна с червени дискове. По-късно Швейцер си спомня: „Погледнах това и го погледнах и си помислих, че това не може да бъде. Червените кръвни клетки не се запазват. "
Швейцер показа пързалката на Хорнер. „Когато за пръв път откри структурите, изглеждащи на червените кръвни клетки, казах: Да, така изглеждат“, спомня си нейният ментор. Той смяташе, че е възможно те да са червени кръвни клетки, но той й даде съвет: „Сега вижте дали можете да намерите някакви доказателства, които да покажат, че не са това.“
Това, което тя откри, беше доказателство за хема в костите - допълнителна подкрепа за идеята, че те са червени кръвни клетки. Хемът е част от хемоглобина, протеина, който носи кислород в кръвта и придава на червените кръвни клетки цвета им. „Стана ми любопитно по отношение на изключителната запазеност“, казва тя. Ако частици от този един динозавър са успели да се мотаят в продължение на 65 милиона години, може би учебниците са сбъркали във фосилизацията.
Швейцер е склонен да се самоотрича, твърдейки, че е безнадежден в компютрите, лабораторната работа и разговорите с непознати. Но колегите й се възхищават, казвайки, че е решителна и трудолюбива и е усвоила редица сложни лабораторни техники, които са извън уменията на повечето палеонтолози. А задаването на необичайни въпроси отне много нерви. "Ако я насочите в посока и кажете, не вървете по този начин, тя е този човек, който ще каже: Защо? - и тя сама ще я тества", казва Грегъри Ериксън, палеобиолог от Университета на Флорида, , Швейцер поема рискове, казва Карън Чин, палеонтолог от Университета на Колорадо. „Това може да бъде голямо изплащане или може да бъде просто нещо като изследователски проект.
През 2000 г. Боб Хармон, началник на полевия екипаж от Музея на Скалистите скали, обядваше в отдалечен каньон на Монтана, когато вдигна очи и видя кост, стърчаща от скална стена. Тази кост се оказа част от това, което може би е най-добре запазеният T. rex в света. През следващите три лета работниците прерязаха динозавъра, като постепенно го премахваха от лицето на скалата. Нарекли го Б. Рекс в чест на Хармон и го нарекли Боб. През 2001 г. те обградиха част от динозавъра и околните мръсотии в мазилка, за да го защитят. Пакетът тежеше повече от 2000 паунда, което се оказа точно над капацитета на хеликоптера им, така че те го разделиха наполовина. Една от костите на краката на B. rex беше счупена на две големи парчета и няколко фрагмента - точно това, което беше необходима на Schweitzer за изследванията й в микромащаб.
Оказа се, че Боб е преименуван. "Това е момиче и е бременна", спомня си Швейцер, като разказваше на своя лаборант, когато разглеждала фрагментите. На кухата вътрешна повърхност на бедрената кост, Швайцер е намерил парчета кост, които дават изненадващо количество информация за динозавъра, който ги е направил. Костите може да изглеждат стабилни като камък, но всъщност те са постоянно в поток. Бременните жени използват калций от костите си за изграждане на скелета на развиващ се плод. Преди женските птици да започнат да снасят яйца, те образуват богата на калций структура, наречена медуларна кост от вътрешната страна на крака и други кости; рисуват върху него през размножителния сезон, за да направят яйчени черупки. Швейцер е изучавала птици, така че е знаела за медуларната кост и точно това е смятала, че вижда в този екземпляр от T. rex.
Повечето палеонтолози сега са съгласни, че птиците са най-близките живи роднини на динозаврите. Всъщност те казват, че птиците са динозаври - цветни, невероятно разнообразни, сладки малки пернати динозаври. Тероподът от юрските гори живее в златната риба, посещаваща хранилището на задния двор, туканите от тропиците и щраусите, преливащи африканската савана.
За да разбере костта й от динозавър, Швайцер се обърна към две от най-примитивните живи птици: щрауси и емус. През лятото на 2004 г. тя поиска няколко животновъди за щрауси за женски кости. Месец по-късно се обади фермер. - Все още ли ви е нужна тази щраусова дама? Мъртвата птица е била в кофата на багера на фермера от няколко дни в жегата на Северна Каролина. Швайцер и двама колеги събраха крак от ароматния труп и го закараха обратно в Рели.
Доколкото всеки може да каже, Швайцер е бил прав: Боб динозавърът наистина е имал склад на медуларна кост, когато е починала. Документ, публикуван в Science миналия юни, представя микроскопски снимки на медуларна кост от щраус и ему рамо до рамо с кост на динозавър, показващи почти идентични характеристики.
В хода на тестването на костен фрагмент на B. rex, Schweitzer помоли техния лаборант Дженифър Витмайер да го постави в слаба киселина, която бавно разтваря костите, включително вкаменелите кости - но не меките тъкани. Един петък през януари 2004 г. Витмайер беше в лабораторията както обикновено. Тя извади изкопаем чип, който беше в киселината три дни и го постави под микроскоп, за да направи снимка. „[Чипът] беше извит толкова много, че не можах да го фокусирам“, спомня си Витмайер. Тя използва щипци, за да го сплеска. „Моите щипци потънаха в нея, направиха малко вдлъбнатина и тя се изви назад. Накрая, чрез раздразнението си, тя разбра какво има: фрагмент от мека тъкан на динозавъра, останала след разтварянето на минералната кост около нея. Изведнъж Швайцер и Витмайер се занимаваха с нещо, което никой друг не беше виждал. Няколко седмици, каза Витмайер, беше като Коледа всеки ден.
Сега в лабораторията Витмайер изважда чиния с шест отделения, всяко от които държи малко кафяв тъкан в прозрачна течност и я поставя под лещата на микроскопа. Вътре във всеки екземпляр е фина мрежа от почти ясни разклоняващи се съдове - тъканта на женска тиранозавър рекс, която се е движила през горите преди 68 милиона години, подготвяйки се да снася яйца. Наблизо, кръвоносните съдове от тази T. rex и нейните щраусови братовчеди изглеждат забележително еднакви. Вътре в съдовете на динозавъра са неща, които Швайцер дипломатично нарича „кръгли микроструктури“ в статията на списанието, поради изобилие от научно внимание, но те са червени и кръгли, а тя и други учени подозират, че са червени кръвни клетки.
Разбира се, това, което всеки иска да знае е дали ДНК може да се дебне в тази тъкан. Витмайер, от много опит с пресата след откриването, нарича това „ужасният въпрос“ - работата на Швейцер проправя пътя към реалната версия на научния фантаст „Джурасик парк“, където динозаврите са регенерирани от ДНК, запазена в кехлибар. Но ДНК, която носи генетичния скрипт за животно, е много крехка молекула. Освен това е нелепо трудно да се изследва, тъй като е толкова лесно замърсен със съвременен биологичен материал, като микроби или кожни клетки, докато е погребан или след като е изкопан. Вместо това, Швейцър е тествала пробите от тъканните си динозаври за протеини, които са малко по-твърди и по-лесно разграничени от замърсители. По-конкретно, тя търси колаген, еластин и хемоглобин. Колагенът съставлява голяма част от скелето на костите, еластинът се увива около кръвоносните съдове, а хемоглобинът носи кислород вътре в червените кръвни клетки.
Тъй като химическият състав на протеините се променя с еволюцията, учените могат да изучават протеинови последователности, за да научат повече за това как са се развивали динозаврите. И понеже протеините вършат цялата работа в организма, изучаването им може някой ден да помогне на учените да разберат физиологията на динозаврите - как работят мускулите и кръвоносните им съдове, например.
Протеините са много мънички, за да ги вземете с микроскоп. За да ги търси, Schweitzer използва антитела, молекули на имунната система, които разпознават и се свързват с конкретни участъци от протеини. Швайцер и Витмайер използват антитела срещу пилешки колаген, краве еластин и щраусов хемоглобин, за да търсят подобни молекули в тъканите на динозавъра. На конференция за палеонтология от октомври 2005 г. Швейцер представи предварителни доказателства, че е открила истински динозавърни протеини в своите образци.
По-нататъшните открития през последната година показват, че откриването на меките тъкани в B. rex не е било просто на мода. Швайцер и Витмайер сега са открили вероятни кръвоносни съдове, изграждащи кости клетки и съединителна тъкан в друг T. rex, в теропод от Аржентина и в 300 000-годишен вълнен мамут. Работата на Швейцър „ни показва, че ние наистина не разбираме разпад“, казва Холц. "В природата има много наистина основни неща, за които хората просто правят предположения."
Младоземните креационисти също разглеждат работата на Швейцър като революционна, но по съвсем различен начин. Те за пръв път се заловиха за работата на Швейцър, след като през 1997 г. тя написа статия за научно-популярното списание Earth за възможни червени кръвни клетки в нейните образци на динозаври. Списание Creation твърди, че изследванията на Schweitzer са „мощно свидетелство срещу цялата идея за динозаврите, живеещи преди милиони години. Това говори много за разказа на Библията за скорошно творение. "
Това подлудява Швейцер. Геолозите са установили, че формацията на Ада Крик, където е намерен Б. Рекс, е на 68 милиона години и толкова са заровени костите в нея. Ужасена е, че някои християни я обвиняват, че е скрила истинското значение на нейните данни. „Те се отнасят наистина зле с теб“, казва тя. „Те изкривяват думите ви и манипулират вашите данни.“ За нея науката и религията представляват два различни начина на гледане на света; призоваването на Божията ръка за обяснение на природните явления нарушава правилата на науката. В края на краищата, тя казва, че Бог иска вяра, а не доказателство. „Ако имате всички тези доказателства и доказателство, че Бог съществува, нямате нужда от вяра. Мисля, че той го е проектирал така, че никога да не успеем да докажем съществуването му. И мисля, че това е наистина страхотно. "
По дефиниция има много неща, които учените не знаят, защото целият смисъл на науката е да изследва непознатото. Като е наясно, че учените не са обяснили всичко, Швейцер оставя място за други обяснения. „Мисля, че винаги сме разумни да оставим определени врати отворени“, казва тя.
Интересът на швейцареца към дългосрочното запазване на молекулите и клетките има друго измерение на света: тя си сътрудничи с учени от НАСА за търсенето на доказателства за възможен минал живот на Марс, лунен титан на Сатурн и други небесни тела. (Учените обявиха тази пролет, например, че малката луна на Сатурн Енцелад изглежда с течна вода, вероятна предпоставка за живота.)
Астробиологията е един от най-призрачните клонове на биологията, занимаващ се с живот, който би могъл или не може да съществува и би могъл или не може да приеме някаква разпознаваема форма. „Почти за всички, които работят по НАСА, те просто са в свински небеса и работят по въпросите на астробиологията“, казва Швейцер. Нейните изследвания на НАСА включват използване на антитела за изследване на признаци на живот на неочаквани места. „За мен това е средство за постигане на цел. Наистина искам да знам за моите динозаври. "
За тази цел Швайцер с Витмайер прекарва часове пред микроскопи в тъмни помещения. За четвърто поколение Монтана, дори сравнително изоставеният район на Роли е голям град. Тя напомня замислено за разузнаването на теренни обекти на кон в Монтана. „Палеонтологията чрез микроскоп не е толкова забавна“, казва тя. "По-скоро бих искал да се тъпча."
„Моите очни ябълки са просто изпържени“, казва Швайцер след часове заглеждане през окулярите на микроскопа в светещи съдове и петна. Бихте могли да го наречете цената, която плаща за това, че не е типична.
