Uredno odjevena u plave kapri hlače i vrh bez rukava, dugu kosu koja joj viri preko golih ramena, Mary Schweitzer sjedi za mikroskopom u prigušenom laboratoriju, a lice joj je osvijetljeno samo užarenim računalnim ekranom koji prikazuje mrežu tankih, razgranatih posuda. Tako je, krvne žile. Od dinosaura. "Ho-ho-ho, uzbuđena sam", nasmije se. "Baš sam uzbuđena."
Povezani sadržaj
- Znanstvenik iza "Jurskog svijeta", Jack Horner, razbija filmski uzbudljivi trailer
- Tirannosaurus Rex je opasan i smrtonosni ugriz
- Živi potomci dinosaura
Nakon 68 milijuna godina u zemlji, iskopan je tirannosaurus rex pronađen u Montani, kost noge bila je slomljena u komade, a fragmenti su otopljeni u kiselini u Schweitzerovoj laboratoriji na Državnom sveučilištu Sjeverne Karoline u Raleighu. "Cool grah", kaže ona, gledajući sliku na ekranu.
To je bila velika vijest prošle godine, kada je Schweitzer objavila da je otkrila krvne žile i strukture koje su izgledale poput cijelih stanica unutar kosti T. rexa - prvo takvo opažanje. Otkriće je zadivilo kolege, koji nikada nisu zamislili da čak i trag još mekanog dinosaurusa može preživjeti. Uostalom, kao što će vam reći svaki udžbenik, kad životinja umre, meka tkiva poput krvnih žila, mišića i kože propadaju i nestaju s vremenom, dok tvrda tkiva poput kostiju mogu postupno usvajati minerale iz okoliša i postaju fosili. Schweitzer, jedan od prvih znanstvenika koji je koristio alate suvremene stanične biologije za proučavanje dinosaura, poništio je konvencionalnu mudrost pokazujući da neki kameni fosili stari nekoliko desetaka milijuna godina mogu imati ostatke mekih tkiva skrivenih u unutrašnjosti. "Razlog što ga prije nije otkrio nije pravi paleontolog koji misli ispravno što bi Marija učinila sa svojim primjercima. Ne poduzimamo sav ovaj pokušaj iskopati ove stvari iz zemlje kako bismo ih zatim uništili u kiselini ", kaže paleontolog dinosaurusa Thomas Holtz Jr. sa Sveučilišta Maryland. "To je sjajna znanost." Promatranja bi mogla osvijetliti kako su se dinosauri razvijali i kako su funkcionirali njihovi mišići i krvne žile. A novi bi rezultati mogli pomoći u rješavanju dugotrajne rasprave o tome jesu li dinosauri zagrijani, hladni ili - i jedno i drugo.
U međuvremenu, Schweitzerovo istraživanje oteli su kreacionisti "mlade zemlje" koji insistiraju na tome da meko tkivo dinosaura nije moglo preživjeti milijunima godina. Tvrde da njezina otkrića podržavaju njihovo uvjerenje, utemeljeno na njihovoj interpretaciji Postanka, da je zemlja stara samo nekoliko tisuća godina. Naravno, nije neobično da se paleontolog razlikuje od kreacionista. Ali kad kreacionisti pogrešno predstavljaju Schweitzerove podatke, ona to uzima osobno: sebe opisuje kao "potpunu i posvemašnju kršćaninu". Na polici u njenom uredu nalazi se ploča s starozavjetnim stihom: "Jer znam za planove koje imam za vas, "Izjavljuje Gospodin, " planira da vam napreduje, a ne da vam naudi, planira vam pružiti nadu i budućnost. "
Može se dogoditi da se Schweitzerov neortodoksni pristup paleontologiji može pratiti na njenom kružnom putu karijere. Odrastajući u Heleni u državi Montana, prošla je fazu kad su je, poput mnogih djece, očarali dinosauri. U stvari, u dobi od 5 godina najavila je da će biti paleontolog. Ali prvo je stekla fakultetsku diplomu iz komunikacijskih poremećaja, udala se, rodila troje djece i kratko predavala korektivnoj biologiji srednjoškolcima. 1989., desetak godina nakon što je diplomirala na fakultetu, sjedila je na predavanju na Državnom sveučilištu u Montani, koje je predavao paleontolog Jack Horner, iz Muzeja stijena, koji je sada podružnica Smithsonian Institucije. Predavanja su joj uzdrmala strast prema dinosaurima. Ubrzo nakon toga, ušla je u volonterski položaj u Hornerov laboratorij i započela doktorat iz paleontologije.
U početku je mislila da će proučiti kako se mikroskopska struktura kostiju dinosaura razlikuje ovisno o tome koliko životinja teži. Ali onda je uslijedio incident s crvenim mrljama.
Schweitzer je 1991. godine pokušao proučiti tanke kriške kosti 65-godišnjeg T. rexa. Bilo joj je teško dobiti kriške zalijepiti se za stakleni tobogan, pa je potražila pomoć molekularnog biologa na sveučilištu. Biologinja Gayle Callis slučajno je odvela slajdove na veterinarsku konferenciju, gdje je postavila drevne uzorke kako bi ih drugi mogli pogledati. Jedan od veterinara prišao je Callisu i rekao: "Znate li da u toj kosti imate crvene krvne stanice?" Sigurno se pod mikroskopom pokazalo da je kost ispunjena crvenim diskovima. Kasnije se Schweitzer sjeća: "Gledao sam u to, gledao sam to i pomislio sam, to ne može biti. Crvena krvna zrnca se ne čuvaju. "
Schweitzer je pokazao slajd Horneru. "Kad je prvi put pronašla strukture s crvenim krvnim stanicama, rekla sam, da, tako izgledaju", sjeća se njezina mentorica. Mislio je da je moguće da su to crvena krvna zrnca, ali dao joj je nekoliko savjeta: "A sad vidi možeš li naći neke dokaze koji bi pokazali da to nisu oni."
Ono što je umjesto toga pronašla je dokaz heme u kostima - dodatna podrška ideji da su to crvena krvna zrnca. Heme je dio hemoglobina, proteina koji nosi kisik u krvi i daje crvenim krvnim stanicama njihovu boju. "Iznenadila me znatiželja o izuzetnoj očuvanosti", kaže ona. Ako bi se čestice tog jednog dinosaura mogle zadržati oko 65 milijuna godina, možda su udžbenici bili u krivu o fosilizaciji.
Schweitzer ima tendenciju da se poništava, tvrdeći da je beznadežan za računarom, laboratorijskim radom i razgovorima sa strancima. No kolege joj se dive rekavši da je odlučna i marljiva te je savladala niz složenih laboratorijskih tehnika koje nadilaze vještine većine paleontologa. A postavljanje neobičnih pitanja trebalo mi je puno nervoza. "Ako joj usmjerite smjer i kažete, ne idite tim putem, ona je vrsta osobe koja će reći: Zašto? - i ona ide sama i testira", kaže Gregory Erickson, paleobiolog sa Sveučilišta Florida, Schweitzer riskira, kaže Karen Chin, paleontolog sa Sveučilišta u Coloradu. "To bi mogla biti velika isplata ili bi to mogao biti samo nekakav poseban istraživački projekt."
Godine 2000. Bob Harmon, šef terenske posade iz Muzeja stijena, jeo je svoj ručak u udaljenom kanjonu Montane, kad je podigao pogled i ugledao kost kako strši iz kamenog zida. Ta se kost pokazala da je dio onoga što je možda najbolje sačuvani T. rex na svijetu. Tijekom sljedeća tri ljeta, radnici su odsjekli dinosaura, postupno ga uklanjajući s litice. Nazvali su ga B. rexom u Harmonovu čast i nadimak ga Bob. 2001. godine su gipsom obložili dio dinosaura i okolnu prljavštinu kako bi ga zaštitili. Paket je težio više od 2000 funti, što se pokazalo tek iznad kapaciteta njihovog helikoptera, pa su ga podijelili na pola. Jedna noga B. rexove noge slomljena je u dva velika komada i nekoliko fragmenata - upravo ono što je Schweitzer trebala za svoja istraživanja u mikro-skali.
Pokazalo se da je Bob pogrešno imenovan. "To je djevojčica i trudna je", sjeća se Schweitzer govoreći svom laboratorijskom tehničaru kada je pregledala ulomke. Na šupljoj unutarnjoj površini butne kosti Schweitzer je pronašao ostatke kostiju koji su dali iznenađujuću količinu podataka o dinosaurusu koji ih je napravio. Kosti se mogu činiti postojane poput kamena, ali zapravo su stalno u toku. Trudnice koriste kalcij iz svojih kostiju za izgradnju skeleta fetusa u razvoju. Prije nego što ženske ptice počnu odlagati jaja, tvore bogate kalcijem nazvane medularna kost s unutarnje strane nogu i drugih kostiju; crtaju na njemu tijekom sezone uzgoja kako bi napravili ljuske jaja. Schweitzer je proučavao ptice, tako da je znala za medularnu kost, i to je shvatila da je vidjela u tom uzorku T. rex.
Sada se većina paleontologa slaže da su ptice najbliža živa rodbina dinosaura. U stvari, kažu da su ptice dinosauri - šareni, nevjerojatno raznoliki, slatki mali pernati dinosauri. Teropod jurskih šuma živi u zlatnim ličinkama koje obilaze hranilište u dvorištu, turkanima tropa i nojevima koji prelaze preko afričke savane.
Da bi razumio njezinu kost dinosaura, Schweitzer se okrenuo dvjema najprimitivnijim živim pticama: nojevima i emusima. U ljeto 2004. godine tražila je od nekoliko uzgajivača nojeva za ženske kosti. Mjesec dana kasnije, nazvao je seljak. "Jeste li vam još potrebna ova gospođa noja? Mrtva ptica bila je nekoliko dana u bageru bagera farmera na vrućini u Sjevernoj Karolini. Schweitzer i dvojica kolega sakupili su nogu iz mirisnog trupa i odvezli je natrag u Raleigh.
Koliko itko može reći, Schweitzer je bio u pravu: Bob dinosaurusa zaista je imao trgovinu medularne kosti kad je umrla. Rad objavljen u časopisu Science prošlog lipnja, prikazuje mikroskopske slike medularne kosti noja i emu jedna uz drugu s kostiju dinosaura, pokazujući gotovo identična svojstva.
Tijekom daljnjeg ispitivanja koštanog fragmenta B. rex-a, Schweitzer je tražio od svoje laboratorijske tehničarke, Jennifer Wittmeyer, da je stavi u slabu kiselinu koja polako rastvara kosti, uključujući i fosiliziranu kost, ali ne meka tkiva. Jednog petka navečer u siječnju 2004. Wittmeyer je bio u laboratoriji kao i obično. Izvadila je fosilni čip koji je tri dana bio u kiselini i stavio ga pod mikroskop da se slika. "[Čip] je bio toliko zakrivljen, da ga nisam mogao usredotočiti", sjeća se Wittmeyer. Upotrijebila ga je pincetu. "Moje su kljove nekako utonule u njega, napravile malo udubljenja i nakrivile se natrag. Bio sam kao, prestani! "Napokon, kroz svoju iritaciju, shvatila je što ima: fragment mekog tkiva dinosaura koji je ostavljen kad se mineralna kost oko njega otopila. Odjednom su se Schweitzer i Wittmeyer bavili nečim što nitko drugi nije vidio. Za nekoliko tjedana, rekao je Wittmeyer, bilo je kao Božić svaki dan.
Wittmeyer u laboratoriju sada vadi tanjur sa šest odjeljaka, od kojih svaki drži malo smeđeg tkiva u bistroj tekućini, i stavlja ga pod leće mikroskopa. Unutar svakog uzorka nalazi se sjajna mreža gotovo bistrih razgranatih žila - tkiva ženke Tyrannosaurus-a, koja je koračala šumama prije 68 milijuna godina, pripremajući se za odlaganje jaja. Izbliza, krvne žile iz te T. rex i njezinih nojkova rođaka izgledaju nevjerojatno slično. Unutar žila dinosaura nalaze se stvari koje Schweitzer diplomatski naziva „okruglim mikrostrukturama“ u članku časopisa, zbog obilja znanstvenog opreza, ali one su crvene i okrugle, a ona i drugi znanstvenici sumnjaju da su to crvena krvna zrnca.
Naravno, sve što svi žele znati je li možda DNK vreba u tom tkivu. Wittmeyer, iz mnogih iskustava s tiskom od otkrića, ovo naziva "groznim pitanjem" - rad Schweitzera utrkuje put do stvarne verzije znanstvenofantastičnog parka Jurassic Park, gdje su dinosaurusi regenerirani iz DNK sačuvanog u amberu. Ali DNK, koji nosi genetsku skriptu za životinju, vrlo je krhka molekula. Također je smiješno teško proučiti, jer je tako lako kontaminiran modernim biološkim materijalom, poput mikroba ili stanica kože, dok se zakopa ili nakon što bude iskopan. Umjesto toga, Schweitzer testira uzorke tkiva dinosaura na proteine koji su malo tvrđi i lakše se razlikuju od onečišćenja. Konkretno, tražila je kolagen, elastin i hemoglobin. Kolagen čini veći dio koštane skele, elastin se omota oko krvnih žila, a hemoglobin prenosi kisik unutar crvenih krvnih stanica.
Budući da se kemijska sastav proteina mijenja evolucijom, znanstvenici mogu proučavati proteinske sekvence da bi saznali više o tome kako su se dinosauri razvijali. A budući da proteini obavljaju sav posao u tijelu, proučavanje bi ih jednog dana moglo pomoći znanstvenicima da razumiju fiziologiju dinosaura - na primjer, kako su radili njihovi mišići i krvne žile.
Proteini su suviše sitni da bi ih mogli izdvojiti mikroskopom. Da bi ih potražio, Schweitzer koristi antitijela, molekule imunološkog sustava koje prepoznaju i vežu se za određene dijelove proteina. Schweitzer i Wittmeyer koristili su antitijela na pileći kolagen, kravji elastin i hemoglobin noja da bi pronašli slične molekule u tkivu dinosaura. Na konferenciji o paleontologiji u listopadu 2005., Schweitzer je predstavio preliminarne dokaze da je u svojim uzorcima otkrila prave proteine dinosaura.
Daljnja otkrića u prošloj godini pokazala su da otkriće mekog tkiva u B. rexu nije samo fluke. Schweitzer i Wittmeyer pronašli su vjerojatne krvne žile, stanice za izgradnju kostiju i vezivno tkivo u drugom T. rexu, u teropodu iz Argentine i u fosilu vunenih mamuta, starom 300.000 godina. Schweitzerovo djelo "pokazuje nam da stvarno ne razumijemo propadanje", kaže Holtz. "U prirodi postoji puno stvarno osnovnih stvari o kojima ljudi samo pretpostavljaju."
Kreacionisti mladih zemalja također vide Schweitzerovo djelo kao revolucionarno, ali na sasvim drugačiji način. Prvo su se uhvatili u radu Schweitzera nakon što je 1997. godine napisala članak za popularni znanstveni časopis Earth o mogućim crvenim krvnim stanicama u svojim uzorcima dinosaura. Časopis Creation tvrdio je da je Schweitzerovo istraživanje „snažno svjedočanstvo protiv čitave ideje o dinosaurima koji su živjeli milijunima godina. To govori u prilog nedavnog stvaranja Biblije. "
Ovo Schweitzera ludi. Geolozi su utvrdili da je formacija Paklene pučine, u kojoj je pronađen B. rex, stara 68 milijuna godina i da su u njoj ukopane i kosti. Užasnuta je što je neki kršćani optužuju da je skrivala pravo značenje svojih podataka. "Odlično se ponašaju prema vama", kaže ona. "Oni izvrću vaše riječi i manipuliraju vašim podacima." Za nju znanost i religija predstavljaju dva različita načina gledanja na svijet; prizivajući Božju ruku da objasni prirodne pojave krši pravila znanosti. Napokon, kaže, ono što Bog traži je vjera, a ne dokaz. "Ako imate sve te dokaze i dokaze da Bog postoji, ne treba vam vjera. Mislim da je to nekako dizajnirao tako da mu nikada ne bismo uspjeli dokazati njegovo postojanje. I mislim da je to u redu. "
Po definiciji, naučnici ne znaju puno, jer je smisao znanosti istražiti nepoznato. Jasno da znanstvenici nisu objasnili sve, Schweitzer ostavlja mjesta za druga objašnjenja. "Mislim da smo uvijek mudri da ostavimo određena vrata otvorena", kaže ona.
Ali interes Schchitzera za dugoročno očuvanje molekula i stanica ima i vanzemaljsku dimenziju: ona surađuje s NASA-inim znanstvenicima u potrazi za dokazima mogućeg prošlog života na Marsu, Saturnova mjeseca Titan i drugih nebeskih tijela. (Znanstvenici su ovog proljeća najavili, na primjer, da Saturnov maleni mjesec Enceladus ima tekuću vodu, vjerojatni preduvjet za život.)
Astrobiologija je jedna od lukavijih grana biologije koja se bavi životom koji može postojati ili ne mora postojati i koji možda neće poprimiti nikakav prepoznatljiv oblik. "Gotovo svi koji rade na NASA-inim stvarima samo su u svinjama, radeći na pitanjima astrobiologije", kaže Schweitzer. Njeno NASA-ino istraživanje uključuje korištenje antitijela za ispitivanje znakova života na neočekivanim mjestima. "Za mene su to sredstva za postizanje cilja. Stvarno želim znati za svoje dinosauruse. "
U tu svrhu, Schweitzer sa Wittmeyerom provodi sate ispred mikroskopa u mračnim prostorijama. Četvrtoj generaciji Montanana čak je i relativno zapušteno Raleigh područje veliki grad. Zamišljeno podsjeća na izviđanje terena na konju u Montani. "Paleontologija mikroskopom nije tako zabavna", kaže ona. "Ja bih radije bio bez da se bavim okolo."
"Moje očne jabučice su jednostavno apsolutno pržene", kaže Schweitzer nakon što je satima promatrao okular mikroskopa na užarene posude i mrlje. Možete nazvati cijenu koju ona plaća jer nije tipična.
