Mary Schweitzer, která byla elegantně oblečená v modrých kalhotách Capri a bez rukávů, dlouhé vlasy tekoucí přes její holá ramena, sedí u mikroskopu v matné laboratoři, její tvář osvětlená zářící počítačovou obrazovkou ukazující síť tenkých rozvětvených plavidel. Správně, krevní cévy. Od dinosaura. "Ho-ho-ho, jsem vzrušená, " zasmála se. "Jsem opravdu nadšený."
Související obsah
- Vědec za „Jurským světem“, Jack Horner, prolomí vzrušující trailer filmu
- Nebezpečné a smrtící kousnutí Tyrannosaurus Rex
- Žijící potomci dinosaurů
Po 68 milionech let v zemi byl vykopán tyrannosaurový rex nalezený v Montaně, jeho kost byla zlomena na kousky a fragmenty byly rozpuštěny v kyselině v Schweitzerově laboratoři na Severní Karolině státní univerzitě v Raleighu. "Cool fazole, " řekla a podívala se na obrázek na obrazovce.
V loňském roce to byla opravdu velká zpráva, když Schweitzer oznámila, že objevila krevní cévy a struktury, které vypadaly jako celé buňky uvnitř té kosti T. rex - první pozorování tohoto druhu. Nález ohromil kolegy, kteří si nikdy nepředstavovali, že by mohla přežít i stopa ještě měkké tkáně dinosaura. Koneckonců, jak vám každá učebnice řekne, když zvíře umře, měkké tkáně, jako jsou krevní cévy, svaly a kůže, se v průběhu času rozpadají a tvrdé tkáně, jako je kost, mohou postupně získávat minerály z okolního prostředí a stát se fosilními. Schweitzer, jeden z prvních vědců, který používal nástroje moderní buněčné biologie ke studiu dinosaurů, vychoval konvenční moudrost tím, že ukázal, že některé skály tvrdé fosílie staré desítky milionů let mohou mít ve svých vnitřcích skryty zbytky měkkých tkání. "Důvod, proč to nebylo dříve objeveno, není, že by paleontolog, který přemýšlí správně, udělal to, co Mary udělala se svými vzorky. Nechceme se snažit vykopat tyto věci ze země, abychom je pak zničili kyselinou, “říká dinosaurský paleontolog Thomas Holtz Jr. z University of Maryland. "Je to skvělá věda." Pozorování mohla vrhnout nové světlo na to, jak se dinosauři vyvíjeli a jak fungovaly jejich svaly a krevní cévy. A nová zjištění by mohla pomoci urovnat dlouhodobou debatu o tom, zda byli dinosauři teplokrevní, chladokrevní - nebo obojí.
Mezitím Schweitzerův výzkum unesli kreacionisté z „mladé země“, kteří trvají na tom, že měkká tkáň dinosaurů nemůže přežít miliony let. Tvrdí, že její objevy podporují jejich přesvědčení na základě jejich interpretace Genesis, že Země je stará jen několik tisíc let. Samozřejmě není neobvyklé, že se paleontolog liší od kreacionistů. Když však kreacionisté zkreslují Schweitzerova data, bere je osobně: popisuje se jako „úplná a totální křesťanka.“ Na polici v její kanceláři je pamětní deska nesoucí starozákonní poezii: „Protože vím, jaké plány mám pro tebe, „Prohlašuje Pán, „ plánuje tě prosperovat a neubližovat ti, plánuje ti dát naději a budoucnost. “
Je možné, že Schweitzerův neortodoxní přístup k paleontologii lze vysledovat na její kruhové kariéře. Vyrůstala v Heleně v Montaně a prošla fází, kdy byla jako mnoho dětí fascinována dinosaury. Ve věku 5 let oznámila, že bude paleontologem. Nejprve však získala vysokoškolský diplom v oblasti komunikačních poruch, ženatý, měl tři děti a krátce učila biologii nápravy středním školám. V roce 1989, tucet let poté, co vystudovala vysokou školu, seděla ve třídě na Montanské státní univerzitě, kterou vyučoval paleontolog Jack Horner z muzea Rockies, nyní pobočka Smithsonian Institution. Přednášky vládly její vášni pro dinosaury. Brzy poté promluvila na dobrovolnické pozici v Hornerově laboratoři a začala se věnovat doktorátu v paleontologii.
Zpočátku si myslela, že bude studovat, jak se liší mikroskopická struktura kostí dinosaurů v závislosti na tom, kolik zvíře váží. Ale pak přišel incident s červenými skvrnami.
V roce 1991 se Schweitzer pokoušel studovat tenké plátky kostí 65letého T. rexe. Těžko přiměla plátky, aby se držely skleněného sklíčka, a tak hledala pomoc molekulárního biologa na univerzitě. Biologka Gayle Callisová náhodou vzala sklíčka na veterinární konferenci, kde připravila staré vzorky, aby se na ně ostatní mohli podívat. Jeden z veterinářů šel k Callisovi a řekl: „Víte, že máte v té kosti červené krvinky?“ Jistě, pod mikroskopem se zdálo, že kostí byla plná červených disků. Později si Schweitzer vzpomíná: „Podíval jsem se na to a podíval jsem se na to a myslel jsem si, že to nemůže být. Červené krvinky se nezachovávají. “
Schweitzer ukázal snímek Hornerovi. "Když poprvé našla struktury vypadající z červených krvinek, řekla jsem:" Jo, tak vypadají, "vzpomíná její mentor. Myslel si, že je možné, že se jedná o červené krvinky, ale dal jí nějakou radu: „Teď se podívej, jestli můžeš najít nějaké důkazy, které by ukázaly, že to není to, co jsou.“
Místo toho našla důkaz o hémech v kostech - další podpora myšlenky, že se jedná o červené krvinky. Heme je součástí hemoglobinu, bílkoviny, která nese kyslík v krvi a dává červené barvě jejich barvu. "Dostalo mě to opravdu zvědavosti na výjimečné uchování, " říká. Pokud by částice jednoho dinosaura dokázaly viset po dobu 65 miliónů let, možná by se učebnice mýlily ohledně fosilizace.
Schweitzer inklinuje k sebepodceňování, prohlašuje, že je beznadějný u počítačů, laboratorní práce a mluví s cizími lidmi. Kolegové ji však obdivují a říkají, že je odhodlaná a pracovitá a zvládla řadu složitých laboratorních technik, které jsou nad rámec dovedností většiny paleontologů. A kladení neobvyklých otázek vyžadovalo hodně nervů. "Pokud ji nasměrujete a řeknete, nechoďte tak, je to druh člověka, který řekne: Proč? A ona to jde a sama si to otestuje, " říká Gregory Erickson, paleobiolog na Floridské státní univerzitě. . Schweitzer riskuje, říká Karen Chin, paleontologka z University of Colorado. "Může to být velká odměna nebo to může být jen nějaký výzkumný projekt."
V roce 2000 Bob Harmon, vedoucí polní posádky z muzea Skalistých hor, jedl svůj oběd ve vzdáleném kaňonu Montana, když vzhlédl a uviděl kost vyčnívat ze skalní stěny. Ukázalo se, že tato kost je součástí toho, co může být nejlépe dochovaným T. rexem na světě. Během následujících tří let dělníci odtrhli dinosaura a postupně ho odstranili z útesu. Nazývali to B. rex na Harmonovu čest a přezdívali ji Bob. V roce 2001 uzavřeli část sopky dinosaura a okolní nečistoty, aby ji chránili. Balíček vážil více než 2 000 liber, což se ukázalo být těsně nad kapacitou jejich vrtulníku, takže jej rozdělili na polovinu. Jedna z nohou B. rexa byla rozdělena na dva velké kousky a několik fragmentů - přesně to, co Schweitzer potřebovala pro své průzkumy v malém měřítku.
Ukázalo se, že Bob byl špatně pojmenován. "Je to dívka a je těhotná, " vzpomíná Schweitzer, když řekla svému laboratornímu technikovi, když se podívala na fragmenty. Na dutém vnitřním povrchu stehenní kosti našel Schweitzer kousky kostí, které poskytly překvapivé množství informací o dinosaurovi, který je vyrobil. Kosti se mohou zdát stejně stabilní jako kámen, ale ve skutečnosti jsou neustále v pohybu. Těhotné ženy používají vápník ze svých kostí k vytvoření kostry vyvíjejícího se plodu. Než samice ptáci začnou snášet vajíčka, vytvoří strukturu bohatou na vápník zvanou medulární kost na vnitřní straně nohy a dalších kostí; čerpají z ní během období rozmnožování, aby vytvořili skořápky. Schweitzer studovala ptáky, takže věděla o medulární kosti, a to je to, co si myslela, že viděla ve vzorku T. rex.
Většina paleontologů nyní souhlasí s tím, že ptáci jsou nejbližší žijící příbuzní dinosaurů. Ve skutečnosti říkají, že ptáci jsou dinosauři - barevné, neuvěřitelně rozmanité, roztomilé pernaté dinosaury. Theropod Jurassic lesů žije v goldfinch navštěvovat dvorek krmítko, toucans trópů a pštrosi houpat se přes africkou savanu.
Aby pochopila její kost dinosaura, obrátila se Schweitzer k dvěma nejprimitivnějším živým ptákům: pštrosům a emu. V létě 2004 požádala několik pštrosích chovatelů o ženské kosti. Zavolal farmář, o měsíc později. "Stále potřebuješ paní pštrosi?" Mrtvý pták byl několik dní v zemědělském lopatě na rýpadle v horku Severní Karolíny. Schweitzer a dva kolegové shromáždili nohu z voňavé kostry a odvedli ji zpět do Raleighu.
Pokud to může kdokoli říct, Schweitzer měl pravdu: Bob dinosaurus měl, když zemřela, opravdu zásobu kostní dřeně. Článek publikovaný v Science loni v červnu představuje mikroskopické snímky medulární kosti od pštrosa a emu vedle sebe s dinosaurovou kostí, které vykazují téměř identické rysy.
V průběhu dalšího zkoušení fragmentu kosti B. rex požádal Schweitzer svého laboratorního technika Jennifer Wittmeyerovou, aby ji vložila do slabé kyseliny, která pomalu rozpouští kost, včetně zkamenělé kosti - ale nikoli měkkých tkání. Jednu páteční noc v lednu 2004 byl Wittmeyer v laboratoři jako obvykle. Vyndala fosilní čip, který byl v kyselině tři dny, a dala ho pod mikroskop, aby vyfotila. "[Čip] byl tak zakřivený, že jsem ho nemohl zaostřit, " vzpomíná Wittmeyer. Použila kleště, aby ji vyrovnal. "Moje kleště se do toho potopily, udělaly malé odsazení a stočily se zpět." Byl jsem rád, přestaň! “Nakonec si podrážděním uvědomila, co má: fragment měkké tkáně dinosaura, který zůstal pozadu, když se minerální kost kolem něj rozpustila. Náhle Schweitzer a Wittmeyer jednali s něčím, co nikdo jiný nikdy neviděl. Na pár týdnů, Wittmeyer řekl, to bylo jako Vánoce každý den.
V laboratoři Wittmeyer nyní vytáhne misku se šesti přihrádkami, z nichž každá drží malou hnědou tkání tkáně v čiré tekutině a vloží ji pod mikroskopovou čočku. Uvnitř každého vzorku je jemná síť téměř čirých větví - tkáň samice Tyrannosaurus rex, která kráčela lesy před 68 miliony let a připravovala se snášet vejce. Krevní cévy od toho T. rexe a jejích pštrosích bratranců vypadají zblízka podobně. Uvnitř dinosaurů jsou věci, které Schweitzer v článku v časopisu diplomaticky nazývá „kulatými mikrostrukturami“, z hojnosti vědecké opatrnosti, ale jsou červené a kulaté a ona a další vědci mají podezření, že se jedná o červené krvinky.
To, co každý chce vědět, je samozřejmě to, zda se v té tkáni může skrývat DNA. Wittmeyer, z mnohaletých zkušeností s tiskem od objevu, nazývá tuto „hroznou otázku“ - Schweitzerova práce připravuje cestu k opravdové verzi Jurassic Parku science fiction, kde byli dinosauři regenerováni z DNA uchované v jantaru. Ale DNA, která nese genetický skript pro zvíře, je velmi křehká molekula. Je také směšně obtížné studovat, protože je tak snadno kontaminován moderním biologickým materiálem, jako jsou mikroby nebo kožní buňky, když je pohřben nebo poté, co byl vykopán. Místo toho Schweitzer testoval její vzorky dinosaurové tkáně na bílkoviny, které jsou trochu těžší a snáze se odlišují od kontaminantů. Konkrétně hledala kolagen, elastin a hemoglobin. Kolagen tvoří velkou část kostního lešení, elastin je obalený kolem krevních cév a hemoglobin nese kyslík uvnitř červených krvinek.
Protože se chemické složení proteinů mění v průběhu evoluce, mohou vědci studovat proteinové sekvence a dozvědět se více o vývoji dinosaurů. A protože proteiny vykonávají veškerou práci v těle, jejich studium by jednou mohlo vědcům pomoci pochopit fyziologii dinosaurů - například to, jak fungovaly jejich svaly a krevní cévy.
Proteiny jsou příliš malé na to, aby se daly vyzkoušet mikroskopem. K jejich hledání používá Schweitzer protilátky, molekuly imunitního systému, které rozpoznávají specifické proteiny a vážou se na ně. Schweitzer a Wittmeyer používají protilátky k kuřecím kolagenu, kravskému elastinu a pštrosím hemoglobinu k hledání podobných molekul v tkáni dinosaura. Na paleontologické konferenci v říjnu 2005 představila Schweitzer předběžné důkazy, že ve svých vzorcích detekovala skutečné dinosaurové proteiny.
Další objevy v minulém roce ukázaly, že objev měkké tkáně v B. rex nebyl jen náhoda. Schweitzer a Wittmeyer nyní našli pravděpodobné krevní cévy, buňky vytvářející kosti a pojivové tkáně v dalším T. rex, v theropodu z Argentiny a ve 300 000 let staré fosilní mamutí vlně. Schweitzerova práce „ukazuje, že opravdu nerozumíme rozpadu, “ říká Holtz. "V přírodě je spousta opravdu základních věcí, o kterých lidé jen dělají předpoklady."
Schweitzerova práce také vidí mladé tvůrce Země jako revolucionáře, ale zcela jinak. Nejprve se chopili Schweitzerovy práce poté, co v roce 1997 napsala článek pro populární vědecký časopis Země o možných červených krvinek ve vzorcích dinosaurů. Časopis Creation tvrdil, že Schweitzerův výzkum byl „silným svědectvím proti celé myšlence dinosaurů žijících před miliony let. Hovoří o svazcích pro biblický popis nedávného stvoření. “
To Schweitzera šílí. Geologové prokázali, že formace Hell Creek, kde byl nalezen B. rex, je stará 68 milionů let, stejně jako jsou v ní uloženy kosti. Je zděšená, že ji někteří křesťané obviňují z toho, že skrývala skutečný význam svých dat. "Chová se k tobě opravdu špatně, " říká. "Zkroucují tvá slova a manipulují s tvými údaji." Věda a náboženství pro ni představují dva různé způsoby pohledu na svět; vyvolání Boží ruky k vysvětlení přírodních jevů porušuje pravidla vědy. Nakonec říká, že to, co Bůh žádá, je víra, ne důkaz. "Máte-li všechny tyto důkazy a důkazy pozitivní, že Bůh existuje, nepotřebujete víru." Myslím, že to tak nějak navrhl tak, abychom nikdy nebyli schopni prokázat jeho existenci. A myslím, že je to opravdu super. “
Podle definice je toho hodně, co vědci nevědí, protože celý bod vědy je zkoumat neznámé. Tím, že bylo jasné, že vědci všechno nevysvětlili, Schweitzer ponechává prostor pro další vysvětlení. "Myslím, že vždycky je moudré nechat určité dveře otevřené, " říká.
Zájem schweitzerů o dlouhodobé uchování molekul a buněk však má jiný světový rozměr: spolupracuje s vědci NASA na hledání důkazů o možném minulém životě na Marsu, Saturnově měsíci Titanu a dalších nebeských tělech. (Vědci například oznámili letos na jaře, že Saturnův malý měsíc Enceladus vypadá, že má tekutou vodu, což je pravděpodobné předpoklady pro život.)
Astrobiologie je jednou z moudřejších oborů biologie, zabývajících se životem, který by mohl nebo nemusí existovat a který by mohl nebo nemusí mít žádnou rozpoznatelnou formu. "Téměř pro každého, kdo pracuje na věcech NASA, jsou právě v prasečím nebi a pracují na astrobiologických otázkách, " říká Schweitzer. Její výzkum NASA zahrnuje použití protilátek ke zkoumání příznaků života na neočekávaných místech. "Pro mě je to prostředek k dosažení cíle." Opravdu chci vědět o mých dinosaurech. “
Za tímto účelem schweitzer s Wittmeyerem tráví hodiny před mikroskopy v temných místnostech. Pro čtvrtou generaci Montanan je i relativně bezstarostná oblast Raleigh velké město. Toužebně si vzpomíná na vyhledávání míst v terénu na koni v Montaně. "Paleontologie mikroskopem není tak zábavná, " říká. "Raději bych se rozběhl."
"Moje oční bulvy jsou naprosto smažené, " říká Schweitzer po několika hodinách hledění okulárem mikroskopu na zářící cévy a kuličky. Dalo by se to nazvat cenou, kterou platí za to, že nebyla typická.
