Čedno oblečena v modre hlače Capri in vrh brez rokavov, dolgi lasje, ki tečejo po golih ramenih, Mary Schweitzer sedi za mikroskopom v temnem laboratoriju, njen obraz, osvetljen le z žarečim računalniškim zaslonom, ki prikazuje mrežo tankih, razvejanih posod. Tako je, krvne žile. Od dinozavra. "Ho-ho-ho, navdušena sem, " se zasmeji. "Res sem navdušen."
Sorodne vsebine
- Znanstvenik za "Jurski svet", Jack Horner, razbil filmsko vznemirljivo napovednico
- Nevarni in smrtonosni ugriz tiranozavra Rexa
- Živi potomci dinozavrov
Po 68 milijonih let v tleh so izkopali tirannosavrus rex, ki so ga našli v Montani, kostno nogo so razbili na koščke, drobce pa raztopili v kislini v Schweitzerjevem laboratoriju na Državni univerzi Severna Karolina v Raleighu. "Kul fižol, " pravi, ko gleda sliko na zaslonu.
Res je bila velika novica lani, ko je Schweitzerjeva napovedala, da je odkrila krvne žile in strukture, ki so bile videti kot celice znotraj te kosti T. rex - prvo tovrstno opazovanje. Ugotovitev je presenetila kolege, ki si nikoli niso predstavljali, da bi lahko preživeli celo sled mehkega tkiva dinozavra. Konec koncev, kot vam bo povedal vsak učbenik, mehka tkiva, kot so krvne žile, mišice in koža, sčasoma propadejo in sčasoma izginejo, medtem ko trda tkiva kot kost postopoma pridobivajo minerale iz okolja in postanejo fosili. Schweitzer, eden prvih znanstvenikov, ki je uporabljal orodja sodobne celične biologije za raziskovanje dinozavrov, je razširil konvencionalno modrost, saj je pokazal, da imajo nekateri kamnito trdni fosili, stari več deset milijonov let, v notranjosti skrite mehke tkive. "Razlog, da ga prej niso odkrili, ni noben pravilno misleč paleontolog naredil, kar je Marija naredila s svojimi vzorci. Ne trudimo se izkopati te stvari iz zemlje, da bi jo nato uničili v kislini, "pravi paleontolog dinozavrov Thomas Holtz Jr. z univerze v Marylandu. "To je odlična znanost." Opazovanja bi lahko osvetlila, kako so se dinozavri razvijali in kako delujejo njihove mišice in krvne žile. Nove ugotovitve bi lahko pomagale rešiti dolgotrajno razpravo o tem, ali so bili dinozavri toplokrvni, hladnokrvni - ali oboje.
Schweitzerjeve raziskave so medtem ugrabili ustvarjalci mladih zemlje, ki vztrajajo, da mehko tkivo dinozavra ne bi moglo preživeti več milijonov let. Trdijo, da njena odkritja podpirajo njihovo prepričanje, ki temelji na njihovi razlagi Geneze, da je zemlja stara le nekaj tisoč let. Seveda ni nenavadno, da se paleontolog lahko razlikuje s kreacionisti. Ko pa kreacionisti napačno predstavljajo Schweitzerjeve podatke, jih jemlje osebno: sebe opisuje kot "popolnega in popolnega kristjana." Na polici v njeni pisarni je plošča z starozaveznim stihom: "Ker vem, kakšne načrte imam za vas, "Izjavi Gospod, " namerava vam uspevati in ne škodovati, načrtuje vam upanje in prihodnost. "
Mogoče je, da je Schweitzerjev neortodoksni pristop k paleontologiji zaslediti na njeni krožni poti. Odraščala v Heleni v Montani je prešla fazo, ko so jo, tako kot mnogi otroci, očarali dinozavri. Pravzaprav je pri petih letih napovedala, da bo palaontologinja. Najprej je pridobila visokošolsko diplomo iz komunikacijskih motenj, se poročila, imela tri otroke in na kratko poučevala sanacijsko biologijo srednješolcem. Leta 1989, deset let po tem, ko je končala fakulteto, se je udeležila razreda na Državni univerzi v Montani, ki ga je poučeval paleontolog Jack Horner iz Muzeja skalnjakov, ki je zdaj podružnica Smithsonian Institution. Predavanja so ponovno uresničila njeno strast do dinozavrov. Kmalu zatem je v Hornerjevem laboratoriju spregovorila o prostovoljnem položaju in začela opravljati doktorat iz paleontologije.
Na začetku je mislila, da bo preučila, kako se mikroskopska struktura kosti dinozavra razlikuje glede na to, koliko tehta žival. A potem je prišel incident z rdečimi pikami.
Leta 1991 je Schweitzer poskušal preučiti tanke rezine kosti 65-milijonskega T. rexa. Težko je dobila rezine, da bi se prilepila na stekleno stekelce, zato je poiskala pomoč pri molekularnem biologu na univerzi. Biologinja Gayle Callis je po nesreči odnesla diapozitive na veterinarsko konferenco, kjer je postavila starodavne vzorce, ki so si jih drugi lahko ogledali. Eden od veterinarjev je prišel k Callisu in rekel: "Ali veste, da imate rdeče krvne celice v tej kosti?" Seveda, pod mikroskopom se je zdelo, da je kost napolnjena z rdečimi diski. Kasneje se Schweitzer spominja: "To sem pogledal in pogledal sem, in mislil sem, da tega ne more biti. Rdeče krvne celice ne ohranijo. "
Schweitzer je pokazal tobogan Hornerju. "Ko je prvič našla strukture rdečih krvnih celic, sem si rekla, ja, tako izgledajo, " se spominja njena mentorica. Menil je, da je možno, da gre za rdeče krvne celice, vendar ji je dal nasvet: "Zdaj poglejte, če lahko najdete nekaj dokazov, ki bi pokazali, da to niso to."
Namesto tega je ugotovila, da ima heme v kosteh - dodatno podporo ideji, da gre za rdeče krvne celice. Heme je del hemoglobina, beljakovine, ki prenaša kisik v krvi in daje rdečim krvničkam njihovo barvo. "Zanimivo me je zanimalo izjemno ohranjenost, " pravi. Če bi se delci tega enega dinozavra lahko obesili 65 milijonov let, bi se morda učbeniki zmotili glede fosilizacije.
Schweitzer se ponavadi samodejno zaničuje, trdi, da je brezupen za računalnikom, laboratorijskim delom in pogovorom z neznanci. Toda sodelavci jo občudujejo, češ da je odločna in pridna in je obvladala številne zapletene laboratorijske tehnike, ki presegajo znanje večine paleontologov. In postavljanje nenavadnih vprašanj mi je vzelo veliko živca. "Če jo usmeriš v smer in rečeš, ne greš tako, ona je takšna oseba, ki bo rekla, zakaj? - in gre sama preizkusiti, " pravi Gregory Erickson, paleobiolog na univerzi Florida Florida . Schweitzer tvega, pravi Karen Chin, paleontolog univerze v Koloradu. "To bi lahko bil velik izplačilo ali pa bi lahko bil le nekakšen hudomušen raziskovalni projekt."
Leta 2000 je Bob Harmon, vodja terenske posadke iz Muzeja skalnjakov, kosilo kosilo v oddaljenem kanjonu Montane, ko je pogledal gor in videl kost, ki štrli iz stene. Izkazalo se je, da je ta kost del tistega, kar je najbolje ohranjen T. rex na svetu. V naslednjih treh poletjih so delavci dinozavra odmetavali in ga postopoma odstranjevali s stene. Poimenovali so ga B. rex v Harmonovo čast in ga imenovali Bob. Leta 2001 so v mavec zaprli del dinozavra in okoliško umazanijo, da bi ga zaščitili. Paket je tehtal več kot 2000 funtov, kar se je izkazalo za tik nad zmogljivostjo njihovega helikopterja, zato so ga razdelili na polovico. Eno nožnih kosti B. rexa so razbili na dva velika koščka in več drobcev - ravno tisto, kar je Schweitzerjeva potrebovala za svoje raziskave z mikro lestvicami.
Izkazalo se je, da je bil Bob napačno imenovan. "Deklica je in je noseča, " se spominja Schweitzerjeva, ko je ob pogledu na drobce pripovedovala svojemu laboratorijskemu tehniku. Na votli notranji površini stegnenice je Schweitzer našel ostanke kosti, ki so dali presenetljivo količino informacij o dinozavru, ki jih je naredil. Kosti se morda zdijo enakomerne kot kamen, vendar so dejansko stalno v toku. Nosečnice uporabljajo kalcij iz svojih kosti za gradnjo okostja ploda v razvoju. Preden ženske ptice začnejo odlagati jajčeca, na notranji strani noge in drugih kosti tvorijo zgradbo, bogato s kalcijem, imenovano medularna kost; nanj narišejo v času plemenske sezone, da naredijo jajčne lupine. Schweitzer je proučeval ptice, zato je vedela za medularno kost in to je mislila, da je videla v tem vzorcu T. rex.
Zdaj se večina paleontologov strinja, da so ptice najbližji živi sorodniki dinozavrov. Pravzaprav pravijo, da so ptice dinozavri - barviti, neverjetno raznoliki, simpatični mali pernati dinozavri. Teropod jurskih gozdov živi v zlatih plavutih, ki obiskujejo napajalnik na dvorišču, turkane tropov in nojev, ki plujejo čez afriško savano.
Da bi razumel njeno kost dinozavra, se je Schweitzer obrnil na dve najbolj primitivni živi ptici: noja in emusa. Poleti 2004 je zaprosila več rejcev nojev za ženske kosti. Klic je poklical mesece pozneje. "Ali še vedno potrebujete to nojo nojo?" Mrtva ptica je bila v vročem bagerju kmeta že nekaj dni v vročini v Severni Karolini. Schweitzer in dva kolega sta zbrala nogo z dišečega trupa in jo odpeljala nazaj v Raleigh.
Kolikor lahko kdo pove, je imel Schweitzer prav: Bob dinozaver je resnično imel trgovino medularne kosti, ko je umrla. V članku, objavljenem v juniju Science, so predstavljene mikroskopske slike medularne kosti noja in emu, ki sta ena ob drugi z dinozavrsko kostjo, ki kažeta skoraj identične lastnosti.
Medtem ko je dodatno testiral kostni fragment B. rexa, je Schweitzerjeva zaprosila svojo laboratorijsko tehniko Jennifer Wittmeyer, naj jo postavi v šibko kislino, ki počasi raztaplja kosti, vključno z fosiliziranimi kostmi, vendar ne mehkih tkiv. Nekega petka zvečer januarja 2004 je bil Wittmeyer v laboratoriju kot običajno. Vzela je fosilni čip, ki je bil tri dni v kislini, in ga dala pod mikroskop, da se slika. "[Čip] je bil toliko ukrivljen, da ga nisem mogel osredotočiti, " se spominja Wittmeyer. Za spravljanje je uporabila klešče. "Moje klešče so se nekako potopile vanjo, se nekoliko vdrle in zakrivile nazaj. Bila sem takšna, nehaj! "Končno je skozi svoje draženje spoznala, kaj ima: delček mehkega tkiva dinozavra, ki ga je zaostala, ko se je mineralna kost okoli njega raztopila. Nenadoma sta se Schweitzer in Wittmeyer ukvarjala z nečim, kar še nihče ni videl. Nekaj tednov, je dejal Wittmeyer, vsak dan je bil tak božič.
V laboratoriju Wittmeyer zdaj vzame posodo s šestimi predelki, v katerih ima vsak malo rjavega tkiva v bistri tekočini, in jo položi pod lečo mikroskopa. Znotraj vsakega primerka je lepa mreža skoraj prozornih razvejanih žil - tkiva samice Tyrannosaurus rex, ki se je sprehodila po gozdovih pred 68 milijoni let in se pripravljala za odlaganje jajc. Krvne žile tega T. rexa in njenih sestričnih sestrikov so videti podobno. Znotraj plovil z dinozavri so stvari, ki jih Schweitzer v številki znanstvenega previda diplomatsko imenuje "okrogle mikrostrukture", vendar so rdeče in okrogle, ona in drugi znanstveniki pa sumijo, da gre za rdeče krvne celice.
Seveda bi vsi radi vedeli, ali lahko DNK skriva v tem tkivu. Wittmeyer iz številnih izkušenj s tiskom od odkritja to imenuje "grozno vprašanje" - delo Schweitzerja si utira pot do resnične različice znanstvenega fantastičnega parka Jurassic, kjer so se dinozavri regenerirali iz DNK, ohranjenega v jantarju. Toda DNK, ki nosi gensko pisavo za žival, je zelo krhka molekula. Prav tako je smešno težko preučevati, saj je tako zlahka onesnažen s sodobnim biološkim materialom, kot so mikrobi ali kožne celice, medtem ko je pokopan ali po izkopanini. Namesto tega Schweitzer testira vzorce tkiv dinozavra na beljakovine, ki so nekoliko bolj trdne in jih je mogoče lažje razlikovati od onesnaževalcev. Konkretno je iskala kolagen, elastin in hemoglobin. Kolagen sestavlja večji del kostnih odrov, elastin je ovit okoli krvnih žil, hemoglobin pa v kislih celicah prenaša kisik.
Ker se kemična sestava beljakovin spreminja z evolucijo, lahko znanstveniki preučijo beljakovinske sekvence, da bi izvedeli več o razvoju dinozavrov. In ker beljakovine opravljajo vse delo v telesu, bi lahko njihovo proučevanje nekega dne znanstvenikom pomagalo razumeti fiziologijo dinozavrov - kako delujejo njihove mišice in krvne žile.
Beljakovine so veliko preveč drobne, da bi jih pobrali z mikroskopom. Za iskanje po njih Schweitzer uporablja protitelesa, molekule imunskega sistema, ki prepoznajo in se vežejo na določene odseke proteinov. Schweitzer in Wittmeyer uporabljata protitelesa proti piščančjem kolagenu, kravjemu elastinu in nojevemu hemoglobinu za iskanje podobnih molekul v tkivu dinozavra. Na konferenci o paleontologiji oktobra 2005 je Schweitzer predstavila predhodne dokaze, da je v svojih vzorcih odkrila prave beljakovine dinozavra.
Nadaljnja odkritja v zadnjem letu so pokazala, da odkrivanje mehkih tkiv v B. rexu ni bilo samo napak. Schweitzer in Wittmeyer sta zdaj našla verjetno krvne žile, celice za gradnjo kosti in vezivno tkivo v drugem T. rexu, v teropodu iz Argentine in v fosilu volnenega mamuta, starega 300.000 let. Schweitzerovo delo je "nam pokaže, da res ne razumemo razpada, " pravi Holtz. "V naravi je veliko resnično osnovnih stvari, o katerih ljudje samo domnevajo."
Tudi ustvarjalci mladih zemlje vidijo Schweitzerjevo delo kot revolucionarno, vendar na povsem drugačen način. Na Schweitzerjevo delo so se prvič oprli, potem ko je leta 1997 napisala članek za poljudnoznanstveno revijo Zemlja o možnih rdečih krvnih celicah v svojih vzorcih dinozavrov. Revija Creation je trdila, da je Schweitzerjeva raziskava "močna priča o celotni ideji o dinozavrovih, ki so živeli pred milijoni let. Veliko govori o Svetem pismu o nedavnem ustvarjanju. "
To Schweitzerja zmeša. Geologi so ugotovili, da je tvorba Hell Creek, kjer je bil najden B. rex, stara 68 milijonov let in v njej so pokopane tudi kosti. Zgrožena je, ker jo nekateri kristjani obtožujejo, da je skrivala resnični pomen svojih podatkov. "Zelo slabo se ravnajo s tabo, " pravi. "Zvijajo vaše besede in manipulirajo z vašimi podatki." Za njo znanost in religija predstavljata dva različna pogleda na svet; sklicevanje na božjo roko za razlago naravnih pojavov krši pravila znanosti. Konec koncev, pravi, Bog zahteva od vere in ne dokaza. »Če imate vse te dokaze in dokazujete, da Bog obstaja, ne potrebujete vere. Mislim, da ga je nekako oblikoval tako, da nikoli ne bomo mogli dokazati njegovega obstoja. In mislim, da je to res kul. "
Po definiciji znanstveniki ne vedo veliko, saj je ves smisel znanosti raziskati neznano. Ker je jasno, da znanstveniki niso pojasnili vsega, Schweitzer pušča prostor za druge razlage. "Mislim, da smo vedno pametni pustiti določena vrata odprta, " pravi.
Toda zanimanje Schweitzerja za dolgoročno ohranjanje molekul in celic ima zunajserijsko razsežnost: sodeluje z NASA-jevimi znanstveniki pri iskanju dokazov o možnem preteklem življenju na Marsu, Saturnovem Luni Titanu in drugih nebesnih telesih. (Znanstveniki so spomladi napovedali, da ima Saturnina majcena luna Enceladus tekočo vodo, ki je verjetno pogoj za življenje.)
Astrobiologija je ena izmed bolj čudaških vej biologije, ki se ukvarja v življenju, ki bi lahko obstajala ali ne bi obstajala in bi lahko sprejela kakršno koli prepoznavno obliko. "Skoraj vsi, ki delajo na Nasini, so ravno v nebesih in delajo na vprašanjih astrobiologije, " pravi Schweitzer. Njena Nasina raziskava vključuje uporabo protiteles za sondiranje na znake življenja na nepričakovanih krajih. "Zame so sredstva za dosego cilja. Resnično želim vedeti o svojih dinozavrovih. "
V ta namen Schweitzer z Wittmeyerjem preživi ure pred mikroskopi v temnih prostorih. Četrto generacijo Montanana je celo razmeroma zapuščeno območje Raleigh veliko mesto. Hudomušno spominja na skavtsko iskanje terenskih konjev v Montani. "Paleontologija z mikroskopom ni tako zabavna, " pravi. "Veliko raje bi šel naokoli."
"Moje očesne jagode so preprosto popolnoma ocvrte, " pravi Schweitzer po več urah gledanja skozi okular mikroskopa v žareče posode in mehurčke. Lahko bi ji rekli cena, ki jo plača, ker ni tipična.
