Dinosaurier-DNA Heute: Mythos Oder Realität?

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Dinosaurier-DNA Heute: Mythos Oder Realität?
Dinosaurier-DNA Heute: Mythos Oder Realität?
Anonim
Dinosaurier-DNA heute: Mythos oder Realität? - Dinosaurier, DNA
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Seitdem Paläontologe der University of North Carolina Maria Schweitzer (Mary Schweitzer) fand sie in Dinosaurierfossilien Weichgewebeund vor der modernen Wissenschaft der alten Kreaturen stellte sich die Frage: Können wir jemals finden? Echte Dinosaurier-DNA?

Und wenn ja, werden wir mit seiner Hilfe nicht in der Lage sein, diese erstaunlichen Tiere nachzubauen?

Es ist nicht einfach, diese Fragen eindeutig zu beantworten, aber Dr. Schweitzer erklärte sich dennoch bereit, uns zu helfen, zu verstehen, was wir heute über das Erbgut von Dinosauriern wissen und worauf wir uns in Zukunft verlassen können.

Können wir DNA aus Fossilien gewinnen?

Diese Frage sollte als "können wir Dinosaurier-DNA bekommen" verstanden werden? Knochen bestehen aus dem Mineral Hydroxyapatit, das eine so hohe Affinität zu DNA und vielen Proteinen aufweist, dass es heute in Laboratorien aktiv zur Reinigung ihrer Moleküle eingesetzt wird. Die Knochen von Dinosauriern liegen seit 65 Millionen Jahren im Boden, und die Wahrscheinlichkeit ist ziemlich hoch, dass es durchaus möglich ist, sie zu finden, wenn man aktiv nach DNA-Molekülen in ihnen sucht.

Ganz einfach, weil einige Biomoleküle wie Klettverschluss an diesem Mineral haften können. Das Problem wird jedoch nicht nur darin bestehen, DNA in Dinosaurierknochen zu finden, sondern zu beweisen, dass diese Moleküle zu Dinosauriern gehören und nicht aus einer anderen möglichen Quelle stammen.

Werden wir jemals in der Lage sein, echte DNA aus einem Dinosaurierknochen zu gewinnen? Die wissenschaftliche Antwort ist ja. Alles ist möglich, bis das Gegenteil bewiesen ist. Können wir nun beweisen, dass es unmöglich ist, Dinosaurier-DNA zu extrahieren? Nein sind sie nicht. Haben wir schon ein echtes Dinosaurier-Genmolekül? Nein, diese Frage ist noch offen.

Wie lange kann DNA in den geologischen Aufzeichnungen aufbewahrt werden und wie kann nachgewiesen werden, dass sie zu einem Dinosaurier gehört und nicht bereits im Labor zusammen mit einer Verunreinigung in eine Probe gelangt ist?

Viele Wissenschaftler glauben, dass DNA eine relativ kurze Haltbarkeit hat. Ihrer Meinung nach halten diese Moleküle wahrscheinlich nicht länger als eine Million Jahre, und schon gar nicht länger als bestenfalls fünf bis sechs Millionen Jahre. Diese Position nimmt uns jede Hoffnung, die DNA von Lebewesen zu sehen, die vor über 65 Millionen Jahren lebten. Aber woher kommen diese Zahlen?

Wissenschaftler, die an diesem Problem arbeiteten, legten DNA-Moleküle in heiße Säure und bestimmten die Zeit, die sie brauchten, um zu zerfallen. Hohe Temperatur und Säure werden seit langem als "Ersatz" verwendet. Nach den Erkenntnissen der Forscher zerfällt DNA relativ schnell.

Die Ergebnisse einer dieser Studien, die die Zahl der erfolgreich extrahierten DNA-Moleküle aus Proben unterschiedlichen Alters – von mehreren hundert bis 8000 Jahren – verglichen, zeigten, dass die Zahl der extrahierten Moleküle mit dem Alter abnimmt.

Wissenschaftler konnten sogar die "Zerfallsrate" modellieren und vorhersagen, wenn auch nicht getestet, dass es sehr unwahrscheinlich ist, DNA in Knochen der Kreidezeit zu finden. Ironischerweise zeigte dieselbe Studie, dass das Alter allein den Abbau oder die Erhaltung der DNA nicht erklären kann.

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Auf der anderen Seite haben wir vier unabhängige Beweise dafür, dass sich DNA-ähnliche Moleküle in den Zellen unserer eigenen Knochen lokalisieren können, und dies stimmt gut mit der Erwartung solcher Funde in Dinosaurierknochen überein.

Wenn wir also DNA aus Knochen von Dinosauriern isolieren, wie können wir dann sicher sein, dass dies nicht das Ergebnis einer späteren Kontamination ist?

Die Idee, dass DNA so lange halten kann, hat eine ziemlich geringe Erfolgsaussicht, daher muss jede Behauptung, echte Dinosaurier-DNA zu finden oder zu bergen, die strengsten Kriterien erfüllen.

Wir bieten folgendes an:

1.Die aus dem Knochen isolierte DNA-Sequenz sollte dem entsprechen, was aufgrund anderer Daten zu erwarten wäre. Heute gibt es mehr als 300 bekannte Zeichen, die Dinosaurier mit Vögeln verbinden und überzeugend beweisen, dass Vögel von Theropoden-Dinosauriern abstammen.

Daher sollten die DNA-Sequenzen von Dinosauriern, die aus ihren Knochen gewonnen werden, dem genetischen Material von Vögeln ähnlicher sein als der DNA von Krokodilen, während sie sich von beiden unterscheiden. Sie werden sich auch von jeder DNA unterscheiden, die aus modernen Quellen stammt.

2.Wenn Dinosaurier-DNA echt ist, wird sie offensichtlich stark fragmentiert und mit unseren derzeitigen Methoden, die darauf ausgelegt sind, gesunde und glückliche moderne DNA zu sequenzieren, schwer zu analysieren sein.

Wenn sich herausstellt, dass "Tirex-DNA" aus langen, relativ leicht zu entziffernden Fäden besteht, handelt es sich höchstwahrscheinlich um Kontaminationen und nicht um echte Dinosaurier-DNA.

3.Das DNA-Molekül gilt als zerbrechlicher als andere chemische Verbindungen. Wenn also authentische DNA im Material vorhanden ist, muss es andere, haltbarere Moleküle geben, zum Beispiel Kollagen.

Gleichzeitig soll in den Molekülen dieser stabileren Verbindungen auch die Verbindung zu Vögeln und Krokodilen nachvollzogen werden. Darüber hinaus finden sich im fossilen Material beispielsweise Lipide, aus denen Zellmembranen bestehen. Lipide sind im Durchschnitt stabiler als Proteine ​​oder DNA-Moleküle.

4.Wenn Proteine ​​und DNA seit dem Mesozoikum erfolgreich konserviert wurden, sollte ihre Verbindung mit Dinosauriern nicht nur durch Sequenzierung, sondern auch durch andere Methoden der wissenschaftlichen Forschung bestätigt werden. Die Bindung von Proteinen an spezifische Antikörper wird beispielsweise beweisen, dass es sich tatsächlich um Weichgewebeproteine ​​und nicht um eine Kontamination durch externe Gesteine ​​handelt.

In unseren Studien konnten wir sowohl mit DNA-spezifischen Methoden als auch mit Antikörpern gegen Proteine, die mit Vertebraten-DNA assoziiert sind, erfolgreich eine chemisch DNA-ähnliche Substanz in T. Rex-Knochenzellen lokalisieren.

5.Schließlich, und vielleicht am wichtigsten, sollte in allen Phasen jeder Forschung eine angemessene Überwachung angewendet werden. Neben den Proben, aus denen wir DNA isolieren wollen, ist es notwendig, das Wirtsgestein sowie alle im Labor verwendeten chemischen Verbindungen zu untersuchen. Wenn sie auch für uns interessante Sequenzen enthalten, handelt es sich höchstwahrscheinlich nur um Schadstoffe.

Werden wir jemals einen Dinosaurier klonen können?

In einem Sinn. Klonen, wie es im Labor üblich ist, ist das Einfügen eines bekannten DNA-Stücks in bakterielle Plasmide.

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Dieses Fragment repliziert sich immer dann, wenn sich die Zelle teilt, was zu vielen Kopien identischer DNA führt.

Paläontologin Mary Schweitzer von der University of North Carolina

Eine andere Klonierungsmethode besteht darin, einen ganzen DNA-Satz in lebensfähige Zellen zu bringen, von denen ihr eigenes Kernmaterial zuvor entfernt wurde. Dann wird eine solche Zelle in den Organismus des Wirts eingebracht, und die Spender-DNA beginnt, die Bildung und Entwicklung von Nachkommen zu kontrollieren, die mit dem Spender völlig identisch sind.

Das berühmte Schaf Dolly ist ein Beispiel für die Anwendung dieser Klonmethode. Wenn Leute davon sprechen, einen Dinosaurier zu klonen, meinen sie normalerweise so etwas. Dieser Prozess ist jedoch unglaublich komplex und trotz der unwissenschaftlichen Natur dieser Annahme ist die Wahrscheinlichkeit, dass wir eines Tages alle Inkonsistenzen zwischen DNA-Fragmenten aus Dinosaurierknochen überwinden und lebensfähige Nachkommen hervorbringen können, so gering, dass ich es als " scheint nicht möglich."

Aber nur weil die Wahrscheinlichkeit, einen echten Jurassic Park zu schaffen, gering ist, kann nicht gesagt werden, dass es unmöglich ist, die ursprüngliche Dinosaurier-DNA selbst oder andere Moleküle aus antiken Überresten wiederherzustellen.Tatsächlich könnten uns diese uralten Moleküle viel sagen. Schließlich müssen alle evolutionären Veränderungen zunächst in Genen erfolgen und sich in DNA-Molekülen widerspiegeln.

Wir können auch direkt viel über die Haltbarkeit von Molekülen in vivo lernen, anstatt durch Laborexperimente. Schließlich liefert uns die Gewinnung von Molekülen aus fossilen Exemplaren, einschließlich Dinosauriern, wichtige Informationen über die Herkunft und Verbreitung verschiedener evolutionärer Innovationen, wie beispielsweise Federn.

Bei der molekularen Analyse von Fossilien müssen wir noch viel lernen, und wir müssen mit größter Sorgfalt vorgehen und die erhaltenen Daten niemals überschätzen. Aber wir können so viele interessante Dinge aus den in den Fossilien erhaltenen Molekülen extrahieren, dass es unsere Bemühungen sicherlich verdient.

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