Omdat we dertig jaar later nog steeds moeite hebben om het te laten gebeuren

“Jurassic Park” is ongetwijfeld het grootste succes van Hollywood. Afgezien van de aantrekkingskracht van door mensen kauwende dinosaurussen, spannende actiescènes en innovatieve cinematografie, was de release in 1993 een mijlpaal in de ontmoeting van film en wetenschap.

Terwijl het wereldwijde publiek zich onderdompelde in de bloederige actie, kreeg het uitgangspunt van de film – het extraheren van DNA uit fossiele insecten bewaard in barnsteen om dinosaurussen weer tot leven te wekken – geloofwaardigheid in de publicatie dankzij verschillende spraakmakende onderzoeken naar fossiele barnsteen. De auteurs hebben oud DNA uit barnsteen teruggevonden en zelfs bacteriën in barnsteen nieuw leven ingeblazen. De wereld leek klaar voor een realistisch ‘Jurassic Park’.

Maar sindsdien heeft de wetenschap vele wendingen ondergaan. Een groeiend aantal paleontologen rapporteert bewijs van DNA en eiwitten, die ook genetische informatie verschaffen, in fossielen. Deze chemische kenmerken zouden ongekende inzichten kunnen verschaffen in het oude leven en de evolutie. Maar dergelijke rapporten zijn een bron van voortdurend debat en controverse onder wetenschappers. Onze recente studie, gepubliceerd in het tijdschrift Ecologie en evolutie van de natuurbiedt nieuwe informatie.

Oud DNA

DNA biedt, vergeleken met andere moleculen, de meest gedetailleerde informatie over hoe nauw soorten verwant zijn. DNA is echter uiterst kwetsbaar en vervalt snel nadat een organisme sterft.

Dat gezegd hebbende, kan DNA soms overleven in poolklimaten, omdat vriestemperaturen het verval vertragen. Geologisch jong DNA (duizenden jaren oud) heeft daarom het potentieel om uitgestorven dieren uit de laatste ijstijd tot het recente verleden weer tot leven te wekken.

Commerciële bedrijven als Pleistocene Park, Colossal en Revive & Restore werken aan projecten om de wolharige mammoet en trekduif weer tot leven te wekken.

Er is een lange tijdskloof tussen deze mammoeten en de dinosauriërs, die 66 miljoen jaar geleden uitstierven. Er zijn echter aanwijzingen dat genetisch materiaal zelfs tot in deze tijd in fossielen kan overleven.

Fossiele chromosomen – fragmenten van DNA kleiner dan een cel – zijn bijvoorbeeld gevonden in planten die tot 180 miljoen jaar oud zijn en in een 75 miljoen jaar oude dinosaurus.

Wetenschappers moeten echter nog bewijs vinden dat echt DNA tientallen miljoenen jaren kan overleven.

Oude eiwitten

Eiwitten coderen ook voor informatie (in de vorm van aminozuursequenties) die licht kunnen werpen op evolutionaire verbanden tussen soorten.

Wetenschappers geloven dat eiwitten langer kunnen overleven dan DNA. Onderzoekers hebben inderdaad veel voorbeelden gevonden van gefossiliseerde eiwitten, met name intacte aminozuursequenties van collageen (een eiwit dat voorkomt in bindweefsel), maar deze zijn hoogstens een paar miljoen jaar oud.

Wetenschappers verwachten niet dat grote eiwitfragmenten zo lang zullen overleven als kleinere. Dus de wetenschappelijke gemeenschap was in 2007 opgetogen over de ontdekking van 68 miljoen jaar oude collageenfragmenten in een Tyrannosaurus rex-bot.

Er volgde echter al snel controverse vanwege zorgen over de methodologie van het team, zoals de kans op besmetting en het gebrek aan rigoureuze monitoring en onafhankelijke verificatie.

Een soortgelijk debat omringt recentere rapporten over afgebroken eiwitten en collageenvezels in fossielen die 130 miljoen jaar oud zijn.

Een weg vooruit

Deze onderzoeken benadrukken de moeilijkheden bij het werken met fossielen, vooral bij het gebruik van analytische methoden die mogelijk niet geschikt zijn voor gebruik op oude stoffen. Het bewijs voor het voortbestaan ​​van fossiele eiwitten is echter overtuigend gebleken.

Deze onderzoeken stimuleren ook andere onderzoekers om nieuwe analytische methoden en benaderingen te onderzoeken die mogelijk beter geschikt zijn voor gebruik met fossielen.

Onze nieuwe studie onderzoekt een van deze benaderingen, waarbij gebruik wordt gemaakt van een gerichte lichtbundel plus röntgenstralen om oude verenmonsters te bestralen. Deze technieken maken zichtbaar welke chemische bindingen aanwezig zijn en geven informatie over de structuur van eiwitten. Dit helpt ons op zijn beurt sporen van eiwitten in fossiele veren te detecteren.

Onze analyses van de 125 miljoen jaar oude gevederde dinosaurus Sinornithosaurus onthulden overvloedige golvende eiwitstructuren, consistent met een eiwit genaamd bèta-keratine, dat veel voorkomt in moderne veren. Opgerolde eiwitstructuren (indicatief voor een ander eiwit dat alfa-keratine wordt genoemd) waren slechts in kleine hoeveelheden aanwezig.

Toen we het fossielenproces in laboratoriumexperimenten simuleerden, ontdekten we dat golvende eiwitstructuren zich ontrafelen en spiraalvormige structuren vormen bij verhitting.

Deze bevindingen suggereren dat oude veren qua chemie opmerkelijk veel op hedendaagse veren leken. Het suggereert ook dat de opgerolde eiwitstructuren in de fossielen waarschijnlijk artefacten zijn van het fossielenproces.

Maar uiteindelijk suggereren onze bevindingen dat sporen van eiwitten honderden miljoenen jaren overleven.

“Jurassic Park” in het echte leven: wetenschap of fictie?

Paleontologen kunnen tegenwoordig fossielen testen op de aanwezigheid van oude moleculen met behulp van een arsenaal aan technieken die dertig jaar geleden nog niet beschikbaar waren. Hierdoor hebben we fragmenten van moleculen kunnen identificeren in fossiele dieren die tientallen of honderden miljoenen jaren oud zijn.

Wetenschappers hebben hemoglobine ontdekt, een eiwit dat voorkomt in rode bloedcellen, in 50 miljoen jaar oude insecten, en melaninepigmenten in de inktzakjes van 200 miljoen jaar oude inktvis.

Maar uiteindelijk hebben we intact DNA nodig om soorten weer tot leven te wekken. Dus ook al hebben wetenschappers veel vooruitgang geboekt, het vooruitzicht blijft op het gebied van science fiction liggen. Alle gegevens van fossielen en experimenten die tot nu toe zijn uitgevoerd, suggereren dat het eenvoudigweg onwaarschijnlijk is dat DNA tientallen miljoenen jaren zal overleven.

Zelfs als wetenschappers DNA-fragmenten in dinosaurusfossielen zouden vinden, zouden deze waarschijnlijk erg kort zijn. Het is onwaarschijnlijk dat korte DNA-fragmenten ons nuttige informatie over een soort zullen opleveren. En we hebben nog niet de technologie om zulke zeldzame DNA-fragmenten te valideren als origineel in plaats van willekeurige combinaties van aminozuren, gegenereerd tijdens de fossielen.

Betere laboratoriumprotocollen en fossielenexperimenten helpen ons nauwkeurigere interpretaties van fossielen te maken. Dit maakt de weg vrij voor rigoureuzere studies van oude moleculen.

In de toekomst kunnen deze onderzoeken een uitdaging vormen voor wat we denken te weten over hoe lang moleculen kunnen overleven en zelfs ons begrip van de evolutie van het leven op aarde kunnen hervormen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.