Interdyscyplinarny zesp\u00f3\u0142 naukowc\u00f3w opisa\u0142 na \u0142amach presti\u017cowego magazynu naukowego \u201ePLOS One\u201d skamienia\u0142e naczynia krwiono\u015bne z zachowanymi chemicznymi \u015bladami bia\u0142ek w ko\u015bciach gad\u00f3w triasowych, maj\u0105cych prawie \u0107wier\u0107 miliarda lat. Zesp\u00f3\u0142 tworz\u0105 naukowcy z Uniwersytetu \u015al\u0105skiego, Uniwersytetu Jagiello\u0144skiego, Polskiej Akademii Nauk oraz Parku Nauki i Ewolucji Cz\u0142owieka w Krasiejowie.<\/p>\n
Skamienia\u0142e naczynia krwiono\u015bne zachowa\u0142y si\u0119 dzi\u0119ki szybkiej mineralizacji tlenkami \u017celaza. Proces ten musia\u0142 by\u0107 bardzo szybki, co umo\u017cliwi\u0142o przestrzenne zachowanie si\u0119 tych struktur. Omawiane naczynia tworz\u0105 g\u0119st\u0105 sie\u0107 w obr\u0119bie badanych ko\u015bci gad\u00f3w triasowych. Odkrycia dokonano w ko\u015bciach gad\u00f3w ziemnowodnych i l\u0105dowych \u2013 notozaura i tanystrofa.<\/p>\n
Szcz\u0105tki, z kt\u00f3rych pochodzi\u0142 materia\u0142 badawczy, zosta\u0142y znalezione w Gogolinie na Opolszczy\u017anie, oraz w dzielnicy Miasteczka \u015al\u0105skiego \u2013 \u017byglinie, niedaleko Tarnowskich G\u00f3r. Nietypowy stan zachowania ko\u015bci zwr\u00f3ci\u0142 uwag\u0119 mgr Dawida Surmika, wsp\u00f3\u0142autora bada\u0144 ju\u017c lata temu. Podczas swoich studi\u00f3w nad ko\u015b\u0107mi gad\u00f3w triasowych, kt\u00f3re realizuje w ramach pracy doktorskiej, zidentyfikowa\u0142 pod mikroskopem tkwi\u0105ce w ko\u015bciach, dziwne struktury. Bardzo szybko okaza\u0142o si\u0119, \u017ce to skamienia\u0142e naczynia krwiono\u015bne, co potwierdzili inni badacze. Znalezione prehistoryczne naczynia krwiono\u015bne wypreparowano z ko\u015bci, stosuj\u0105c dedykowane procedury chemiczne.<\/p>\n
W nauce najwi\u0119ksz\u0105 trudno\u015b\u0107 sprawia postawienie w\u0142a\u015bciwego pytania. Ale kiedy go sprecyzujemy wiemy, w kt\u00f3r\u0105 stron\u0119 maj\u0105 p\u00f3j\u015b\u0107 badania. Postawione pytanie brzmia\u0142o: czy w skamienia\u0142ych naczyniach zachowa\u0142o si\u0119 co\u015b jeszcze?<\/p>\n
Tradycyjna paleontologia skupia si\u0119 zazwyczaj na anatomii i morfologii opisywanych znalezisk. Nowoczesna paleontologia woli jednak zajmowa\u0107 si\u0119 nie tylko wygl\u0105dem kopalnych zwierz\u0105t, ale tak\u017ce tym, jak \u017cy\u0142y i dlaczego si\u0119 zachowa\u0142y. Nale\u017cy zdawa\u0107 sobie spraw\u0119 z tego, \u017ce szcz\u0105tki kr\u0119gowc\u00f3w zachowuj\u0105 si\u0119 w stanie kopalnym unikalnie. Przyczyn jest wiele, najcz\u0119stsz\u0105 z nich jest to, i\u017c martwe cia\u0142a staj\u0105 si\u0119 atrakcj\u0105 dla padlino\u017cerc\u00f3w poszukuj\u0105cych jedzenia (t\u0142uszczu i bia\u0142ka zawartego w ko\u015bciach) oraz inny biokomponent\u00f3w np. fosforu. O ile nawet pozosta\u0142e szcz\u0105tki nie zostan\u0105 ca\u0142kowicie zjedzone, to warunki atmosferyczne, sk\u0142ad chemiczny osadu oraz historia g\u00f3rotworu (ruchy tektoniczne, wietrzenie) i inne zjawiska zazwyczaj doprowadzaj\u0105 do ca\u0142kowitego zniszczenia materia\u0142u. Mimo tego p\u00f3\u0142ki muzealne na ca\u0142ym \u015bwiecie uginaj\u0105 si\u0119 pod ci\u0119\u017carem milion\u00f3w \u015bwietnie zachowanych skamielin. O tym decyduje statystyka, kt\u00f3ra wskazuje, \u017ce nawet je\u015bli zjawisko jest rzadkie, to raz na wiele tysi\u0119cy zgon\u00f3w zwierz\u0105t co\u015b si\u0119 zawsze zachowa. Nale\u017cy zdawa\u0107 sobie z tego spraw\u0119, \u017ce typowe skamienia\u0142o\u015bci to nic innego jak zmineralizowane w wyniku proces\u00f3w przyrodniczych pozosta\u0142o\u015bci niegdy\u015b \u017cywych organizm\u00f3w. Ko\u015bci, skorupy i muszle s\u0105 \u0142atwe do znalezienia. Znalezienie czego\u015b wi\u0119cej, jak zarys rozk\u0142adaj\u0105cego si\u0119 cia\u0142a, fragmenty sk\u00f3ry, \u015bci\u0119gien, pi\u00f3r czy w\u0142os\u00f3w nale\u017c\u0105 ju\u017c do ekstremalnie rzadkich przypadk\u00f3w i zawsze doniesienia o tym pobudzaj\u0105 wyobra\u017ani\u0119 oraz zwracaj\u0105 uwag\u0119 \u015bwiata nauki na dane znalezisko. Zachowanie si\u0119 jednak sk\u0142adnik\u00f3w buduj\u0105cych tkanki mo\u017ce wydawa\u0107 si\u0119 niewyobra\u017calnie skrajne. Tymczasem omawiane wyniki bada\u0144 wskazuj\u0105, i\u017c materia\u0142 taki jest znacznie powszechniejszych ni\u017c ktokolwiek do tej pory uwa\u017ca\u0142.<\/p>\n
Przedstawienie tego artyku\u0142u w roku 2016 wi\u0105\u017ce si\u0119 przypadkiem z rocznic\u0105 pierwszej publikacji dotycz\u0105cej zachowania si\u0119 struktur organicznych, jak\u0105 kiedykolwiek napisano. P\u00f3\u0142 wieku temu dokona\u0142 tego wsp\u00f3\u0142autor omawianej publikacji oraz cz\u0142onek zespo\u0142u badawczego profesor Roman Pawlicki, naukowiec z Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiello\u0144skiego. W 1966 roku na \u0142amach presti\u017cowego czasopisma \u201eNature\u201d ukaza\u0142a si\u0119 publikacja profesora Pawlickiego przedstawiaj\u0105ca \u015bwietnie zachowane, skamienia\u0142e tkanki mi\u0119kkie (w\u0142\u00f3kna kolagenowe, naczynia krwiono\u015bne i kom\u00f3rki kostne) znalezione w ko\u015bciach dinozaur\u00f3w pochodz\u0105cych z osad\u00f3w l\u0105dowych sprzed 80 milion\u00f3w lat. Ko\u015bci te nale\u017ca\u0142y do dinozaur\u00f3w odkrytych przez polsko-mongolsk\u0105 wypraw\u0119 paleontologiczn\u0105 na pustyni\u0119 Gobi (Mongolia).<\/p>\n
W pewnym sensie mijaj\u0105 trzy pokolenia badaczy, kt\u00f3rzy kontynuuj\u0105 dziedzictwo naukowe profesora Pawlickiego, kt\u00f3ry nadal jest aktywny w tej dziedzinie \u2013 tafonomii molekularnej. Okazuje si\u0119, \u017ce w \u015bcianach naczy\u0144 krwiono\u015bnych pochodz\u0105cych z cia\u0142 gad\u00f3w triasowych, odkrytych na \u015al\u0105sku zachowa\u0142 si\u0119 tak\u017ce kolagen, ale trzykrotnie starszy od opisywanego przez prof. Pawlickiego, co zosta\u0142o potwierdzone kilkoma uzupe\u0142niaj\u0105cymi si\u0119 metodami analitycznymi.<\/p>\n
Paleontolodzy (mgr Dawid Surmik, dr Andrzej Boczarowski<\/a>) nie byliby w stanie wykona\u0107 tak skomplikowanych bada\u0144 na materiale kopalnym, gdyby nie wsp\u00f3\u0142praca z fachowcami innych dziedzin \u2013 fizyk\u00f3w cia\u0142a sta\u0142ego (prof. dr hab. Jacek Szade<\/a>, dr Katarzyna Balin<\/a>); fizyka molekularnego (dr Mateusz Dulski<\/a>); biogeologa (dr hab. Barbara Kremer) oraz histologa i morfologa (prof. Roman Pawlicki).<\/p>\n Rozpocz\u0119cie bada\u0144 z zakresu tafonomii molekularnej kr\u0119gowc\u00f3w zbieg\u0142o si\u0119 z momentem otwarcia bardzo nowoczesnego i doskonale wyposa\u017conego w najnowszy sprz\u0119t analityczny \u015al\u0105skiego Centrum Edukacji i Bada\u0144 Interdyscyplinarnych w Chorzowie.<\/p>\n Analizy materia\u0142u prowadzono kilkoma uzupe\u0142niaj\u0105cymi si\u0119 metodami, u\u017cywaj\u0105c w tym celu analiz z \u015brodowiskowego mikroskopu skaningowego (ESEM), spektroskopii w podczerwieni (FTIR) oraz rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS). Wykorzystano tak\u017ce wysokorozdzielczy spektrometr mas jon\u00f3w wt\u00f3rnych z analiz\u0105 czasu przelotu (ToF-SIMS), kt\u00f3rzy umo\u017cliwia bardzo precyzyjne okre\u015blenie sk\u0142adu chemicznego analizowanych pr\u00f3bek. By\u0142o to pierwsze w Polsce wykorzystanie takich urz\u0105dze\u0144 w badaniach pr\u00f3bek kopalnych jednocze\u015bnie.<\/p>\n Wyniki bada\u0144 ujawni\u0142y mi\u0119dzy innymi obecno\u015b\u0107 fragment\u00f3w aminokwas\u00f3w, a w szczeg\u00f3lno\u015bci hydroksyproliny i hydroksylizyny, typowych sk\u0142adnik\u00f3w kolagenu zwierz\u0119cego.<\/p>\n Autorzy pracy powo\u0142uj\u0105 si\u0119 na eksperymenty innych naukowc\u00f3w, kt\u00f3rzy badaj\u0105 procesy rozk\u0142adu na wsp\u00f3\u0142czesnym materiale oraz por\u00f3wnuj\u0105 rezultaty z tym co spotykamy w stanie kopalnym. Wnioski s\u0105 zaskakuj\u0105ce, aczkolwiek jednoznaczne. Proces fosylizacji zachodzi w mikroskali od razu po \u015bmierci, na wczesnych etapach degradacji biologicznej tkanek, dzi\u0119ki temu podczas szybkiego pogrzebania w osadzie i w sprzyjaj\u0105cych warunkach \u015brodowiskowych mog\u0105 zachowa\u0107 si\u0119 w r\u00f3\u017cnym stopniu tkanki mi\u0119kkie, jak i pozosta\u0142o\u015bci sk\u0142adnik\u00f3w biochemicznych bez wzgl\u0119du na wiek znaleziska.<\/p>\n Doniesienia o odkryciach pierwotnej materii organicznej w kopalnych ko\u015bciach s\u0105 cz\u0119sto kwestionowane. Autorzy rozwi\u0105za\u0144 alternatywnych spekuluj\u0105 mo\u017cliwo\u015b\u0107 zanieczyszczenia pr\u00f3bek na etapie przechowywania i preparacji, jak r\u00f3wnie\u017c pochodzenie materii organicznej w skutek aktywno\u015bci bakterii i grzyb\u00f3w, rozk\u0142adaj\u0105cych szcz\u0105tki organiczne.<\/p>\n Jednak eksperymenty i badania dowodz\u0105, \u017ce procesy rozk\u0142adu bakteryjnego s\u0105 ograniczone do przypowierzchniowych warstw ko\u015bci, gdzie materia organiczna jest najbardziej wyeksponowana.<\/p>\n Co istotne, pr\u00f3bki, kt\u00f3re by\u0142y poddane analizom maj\u0105 udokumentowan\u0105 histori\u0119 przechowywania i nigdy nie by\u0142y traktowane odczynnikami organicznymi, takimi jak kleje, kt\u00f3re mog\u0105 zafa\u0142szowa\u0107 uzyskane wyniki lub zosta\u0142y wypreparowane ze ska\u0142 przez cz\u0142onk\u00f3w zespo\u0142u. Dok\u0142adna analiza elektromikroskopowa nie wykaza\u0142a \u015blad\u00f3w mikroorganizm\u00f3w w postaci tzw. biofilm\u00f3w, strz\u0119pek grzybni i innych podobnych struktur. Co wi\u0119cej, pr\u00f3bki wykorzystane w analizie pochodzi\u0142y z najbardziej zbitej, i co za tym idzie najmniej podatnej na zanieczyszczenia i inwazj\u0119 bakteryjn\u0105 wewn\u0119trznej warstwy korowej ko\u015bci.<\/p>\n Opisana na \u0142amach \u201ePLOS One\u201d kopalna organika bia\u0142kowa w ko\u015bciach jest w tej chwili najstarsz\u0105 zidentyfikowan\u0105 na \u015bwiecie. Badania naukowe zosta\u0142y sfinansowane ze \u015brodk\u00f3w projektu badawczego Narodowego Centrum Nauki.<\/p>\n Artyku\u0142 pt. \u201eSpectroscopic Studies on Organic Matter from Triassic Reptile Bones, Upper Silesia, Poland\u201d<\/a> (plik pdf)<\/p>\n
\n\n