Zelfs in 75 miljoen jaar oude fossielen kan je nog organisch materiaal aantreffen. Dat ontdekten Engelse wetenschappers met behulp van een rits chemische analyses op dinosaurusbotten. Ze vonden overblijfselen van rode bloedcellen en eiwitten.
Eén van de fossielen waarin de onderzoekers organisch materiaal aantroffen.
Laurent MekulHet was al bekend dat oorspronkelijke stukjes huid, veren of spiervezels tientallen miljoenen jaren bewaard kunnen blijven in fossielen die zelf buitengewoon goed behouden zijn. Een voorbeeld zijn de beroemde Chinese fossielen van dino-vogels, bij wie restjes veren zijn gevonden langs complete skeletten.
Zulke fossielen duiken niet vaak op. “Een vrijwel onaangetast fossiel is een zeer zeldzaam voorval”, legt paleontoloog Susannah Maidment van het Imperial College London uit. Een karkas moet bijvoorbeeld heel snel in een meer zijn gevallen waar het begraven werd onder de bodemafzetting, onbereikbaar voor zuurstof. Dat voorkomt afbraak door microben en maakt het onbereikbaar voor aaseters. “In dit soort gevallen is het mogelijk versteend zacht weefsel te vinden, of misschien zelfs overblijfselen van het oorspronkelijke zachte weefsel.”
Maidment en de rest van het Londense team van paleontologen en chemici laten nu zien dat organische structuren in fossielen het veel vaker overleven dan gedacht. Ze troffen rode bloedcellen en op het eiwit collageen lijkende vezels aan in 75 miljoen jaar oude dinobotten. Dat schrijven ze deze week in het vakblad Nature Communications.
Collageen en bloedcellen
Het team nam acht fossielen onder de loep die al meer dan honderd jaar in het Natural History Museum in Londen liggen, waaronder een klauw en een paar stukjes rib. Aan de buitenkant van de versteende botten was niks te zien van mogelijk bewaard gebleven zacht weefsel.
Deze afbeelding van een stukje van een dinorib is gemaakt met een zogenaamde rasterelektronenmicroscoop. Hierop zijn de gemineraliseerde vezels te zien die overeenkomen met collageen.
Sergio BertazzoMet een pincet haalden ze eerst kleine stukjes weg uit de fossielen. Die fragmenten analyseerden ze met verschillende technieken uit de chemie. Zo keken ze onder andere met een rasterelektronenmicroscoop naar de structuur, samenstelling en de plek van het zachte weefsel in het dinofossiel.
In sommige stukjes rib bleken gemineraliseerde vezels te zitten die op het eiwit collageen lijken. Collageen is het hoofdbestanddeel van het bindweefsel in het lichaam. De moleculen van de vezel lagen om elkaar heen gedraaid wat een touw-achtige structuur geeft, kenmerkend voor collageen.
Daarnaast vonden ze met massaspectrometrie – een techniek waarmee je moleculen identificeert in een mengsel – stukjes terug van de aminozuren waaruit collageen is opgebouwd. En in een versteende klauw trof het team structuren aan die lijken op rode bloedcellen van vogels, de naaste verwanten van de dino’s.
Paleontologie met chemie
Er is nog meer onderzoek nodig om te bevestigen dat het inderdaad om rode bloedcellen en collageen gaat. Desondanks laten de Engelsen met hun onderzoek zien dat het ook de moeite waard is om moleculaire analyses los te laten op gewone fossielen. De dinobotten uit het Londense museum waren geen van allen erg goed behouden.
Zo zeldzaam lijkt het dus niet dat zacht weefsel in fossielen de tand des tijds doorstaat. Dat belooft wat voor het onderzoek naar uitgestorven dieren. Want informatie over de fysiologie en het gedrag van dieren die miljoenen jaren geleden de aarde bewandelen, was tot voorheen vrij ontoegankelijk voor paleontologen.
Dit zachte materiaal onthult aspecten van de levensstijl van de dinosaurussen die alleen botten niet kunnen vertellen.
Carl Malamud via Wikimedia Commons, CC BY 2.0Warm- of koudbloedig
“In gewervelde dieren is bijvoorbeeld bekend dat er een verband is tussen de grootte van de rode bloedcellen en de snelheid van de stofwisseling”, zegt Maidment. “Hoe kleiner de rode bloedcel, hoe sneller het metabolisme.”
Dieren met een snel metabolisme zijn warmbloedig, die met een langzaam metabolisme koudbloedig. “We denken dat de voorouders van dino’s koudbloedig waren, terwijl hun afstammelingen, de vogels, warmbloedig zijn. Dit betekent dat ergens in de evolutie tot vogels warmbloedigheid ontstond in de dinosaurussen.”
Maar wanneer die overgang precies was, is moeilijk te zeggen. Want aanwijzingen voor warmbloedigheid vind je niet in de botten. Maidment: “Als we rode bloedcellen kunnen vinden in een hele reeks dinosoorten, dan is het mogelijk om het verschil in de celgrootte bestuderen. Dat levert hopelijk bewijs welke dino’s warmbloedig waren en misschien meer op vogels leken, en welke soorten koudbloedig waren en meer weg hadden van reptielen. Dit zachte materiaal onthult aspecten van de levensstijl van dinosaurussen die botten alleen niet kunnen vertellen.”