Příběh gravidní tyranosauřice pokračuje

…aneb Organické molekuly v 68 milionů let staré fosilii

Vánoční svátky se kvapem blíží a jako obvykle nabízí i dinosauří blog jeden kouzelný příběh, ideální pro vyprávění v pohodlí domova u čerstvě rozbalených dárků. Tentokrát to bude dobrodružství, které se odehrálo před dlouhými 68 000 tisíciletími, a několikrát už jsme si ho zde dříve připomněli. V roce 2000 objevil preparátor Bob Harmon, pracující pro instituci Museum of the Rockies, nacházející se v areálu Montanské státní univerzity v Bozemanu (Montana), zhruba z třetiny kompletní kostru mladého dospělce druhu Tyrannosaurus rex. Jak se ukázalo později, fosilní kostra byla kompletní z asi 37 %, což představuje celkem 111 jednotlivých fosilních kostí.[1] Objev byl učiněn v létě zmíněného roku na území přírodní rezervace Charles M. Russel National Wildlife Refuge, nacházející se severovýchodně od městečka Jordan v okrese Garfield (východní Montana). Zkameněliny byly objeveny ve spodní části souvrství Hell Creek a představují proto jedny z nejstarších zkamenělin tyranosaura vůbec (jejich stáří činí asi 68 až 67,5 milionu let).[2] Vykopávkové práce pak probíhaly v letech 2001 až 2003 pod vedením Boba Harmona, Nelse Petersona a týmu dobrovolníků i odborných pracovníků z Museum of the Rockies. Protože se fosilie nacházela ve velmi špatně přístupném místě, kterým byla strmá stěna kopce v údolí, do nějž nebylo možné vjet ani s terénním vozidlem, bylo nakonec rozhodnuto přepravit cenný nález do muzea helikoptérou. Vzhledem k hmotnostnímu omezení při transportu ale musely být bloky horniny s fosilií na některých místech rozřezány, což se kupodivu ukázalo jako osudově skvělý nápad. Přeříznuta musela být totiž také jedna 115 cm dlouhá stehenní kost, což umožnilo badatelce Mary Higby Schweitzerové prozkoumat vnitřní stavbu a chemismus této cenné fosilie.[3]

———

B-rex skull.jpg

Rekonstruovaná lebka exempláře MOR 1125 („B-rex“), v době smrti asi osmnáctileté gravidní tyranosauřice, která nám zřejmě přes dálavy geologického času zanechala nejen své fosilní kosti, ale i nějakou tu biomolekulu a měkkou tkáň. Skutečný vánoční dárek, uložený v souvrství Hell Creek už před 68 miliony let! Expozice Museum of the Rockies v Bozemanu, stát Montana. Kredit: Tim Evanson; Wikipedie (CC BY-SA 2.0)

———

Dále už se jedná o poměrně známý příběh, kdy Schweitzerová mezi lety 2004 a 2007 oznámila v pravé kosti stehenní a obou holenních kostech objev medulární kosti (specifické tkáně, zakládající se pouze u samic současných ptáků jako zásobárna vápníku pro tvorbu skořápky před kladením vajec) a dalších „měkkých tkání“, včetně proteinů, pozůstatků krvinek, fragmentů větvícího se cévního systému a dalších neuvěřitelných objektů.[4] Je pochopitelné, že brzy se objevilo množství proti-studií, které závěry odvážné badatelky odmítají, zejména s poukazem na možnou kontaminaci vzorků současnou DNA.[5] Schweitzerová se ale nevzdala a se svými týmy prokázala několikrát reálný základ pro svá zjištění, a to jak v případě medulární kosti (zachované nejspíš za pomoci keratan sulfátu)[6] tak i dalších měkkých tkání (u nichž navrhla pravděpodobný mechanismus dochování přes dálavu geologického času)[7]. Nový výzkum, jehož výsledek byl publikován letos v listopadu v periodiku Biology, pak ještě více nasvědčuje tomu, že i živočich z konce druhohorní éry nám může skutečně poskytnout víc než jen v kámen proměněné kosti a zuby.[8] Na tomto místě je nicméně vhodné poznamenat, že se rozhodně v žádném smyslu nejedná o podporu kreacionistických názorů, které v podobných výzkumech spatřují vytoužené domnělé důkazy o nízkém stáří naší planety a života na ní. O druhohorním (t. j. více než 66 milionů let starém) původu fosilií tohoto i jiných podobných nálezů totiž dnes nikdo vážně nepochybuje. Ale zpět k exempláři s přezdívkou „B-rex“, vytvořenou na počest objevitele Boba Harmona, jinak také fosilnímu jedinci s katalogovým označením muzea MOR 1125. Dnes víme, že se jednalo asi o 18 let starou samici, která byla v době svého úmrtí gravidní (jak dokládá právě přítomnost medulární kosti).[9] V nové odborné práci se nachází přehled chemického složení jednotlivých vnitřních částí čtrnácti dlouhých kostí, které byly vykopány v sezóně 2002 a následně zkoumány v laboratoři Mary Higby Schweitzerové.

———

Nově zhodnocen je také pravděpodobný průběh uložení těla a následné diageneze (proměny ve fosilii) v závislosti na sedimentačním prostředí tohoto zkamenělého jedince. A právě toto prostředí bylo nejspíš stěžejní pro uchování původních organických molekul, či tzv. měkkých tkání. Podle stratigrafické situace v místě nálezu bylo tělo tyranosauřice uloženo v malé terénní elevaci ve značné blízkosti k tehdejší linii pobřeží Velkého vnitrozemského moře (přibližně do vzdálenosti 5 km od břehu).[10] Vzhledem k téměř 12 metrů mocnému vápenci v místě objevu je prakticky jisté, že se nejednalo o stojatou vodu jezera, ale spíše o říční tok se značnou energií, čemuž odpovídá i vmezeření dalších typů usazenin, přítomnost kmene stromu i listů jiných rostlin, chemické složení a poměr prvků v okolních sedimentech nebo také absence stop po kořenových systémech v hornině. Rozptýlení jednotlivých částí skeletu nepřesáhlo přibližně 55 cm, což také odpovídá uložení v dočasně klidnějším, ovšem celkově energickém říčním toku. Patrně se jednalo o estuár, tedy částečně izolované říční ústí do moře specifického nálevkovitého tvaru. Příčina smrti dinosaura není známá, ale je téměř jisté, že se nejednalo ani o oběť dlouhodobého sucha, ani o případ utonutí či zapadnutí do bahna (takovým případům by odpovídaly zejména objevy různých specifických typů hornin, chemického složení sedimentů či konkrétní orientace fosilizovaných kostí). O životě „B-rexe“ zkrátka nic konkrétního nevíme a příčinu jeho smrti rovněž můžeme jen tušit. O tom, co se dělo s tělem po smrti, už ale máme mnohem více konkrétních informací. Obří predátor zahynul v blízkosti říčního koryta nedaleko břehu vnitrozemského moře a jeho tělo rychle kleslo ke dnu vodního kanálu. Zde v průběhu svého krátkého transportu na malou vzdálenost prodělalo pod vodou proces tlení a rozkladu měkkých částí původního organismu. V místě vyústění relativně úzkého řečiště do širšího brakického estuária už nebyl proud dostatečně silný, aby mohutné kosti dále transportoval, a ty tak klesly ke dnu, zatímco kůže, šlachy a svaly dále uhnívaly a rozpadaly se.

———

Nakonec už jednotlivé kosti nedrželo nic pohromadě a kostra se tak stala disartikulovanou, tedy nesouvislou a rozpadlou. Za nepříliš dlouhou dobu, která ještě neumožnila začátek rozkladu kostí, došlo k náhlému krátkodobému zvýšení rychlosti vodního proudění (možná v důsledku výrazných dešťů, bouře nebo povodní) a všechny kosti byly najednou zakryty pískem a částicemi jílu i jiných složek okolních půd a hornin. Bylo nejspíš velmi šťastnou náhodou, že charakter i délka trvání těchto procesů umožnily uchování pozůstatků endogenních somatických buněk, částí cévního systému nebo třeba kolagenu typu I.[11] Autoři nové odborné práce na závěr konstatují, že pro dochování podobných struktur ve fosiliích je zapotřebí několika významných faktorů, z nichž prvním je nutnost průběhu počáteční fáze diageneze (zjednodušeně všechny pochody, vedoucí ke „zkamenění“) v oxidačním prostředí, které chemicky stabilizuje buněčné struktury ve fosilii a zabrání jejich další přeměně. Dále je zřejmé, že chemické přeměně lépe odolávají vnitřní části kortikálních kostí, vzdálenější od distálních (koncových) částí, a právě v nich by mělo být v budoucnu primárně uskutečňováno pátrání po podobných strukturách. K zajištění stability biomolekul ve fosilii je pak nezbytné také zabránění přístupu porézních mineralizačních činidel, která za běžných podmínek fosilií prostoupí a promění ji, chemicky vzato, v neživý kámen. Ačkoliv sami autoři práce na závěr konstatují, že se jedná pouze o začátek výzkumů tohoto druhu, a že přesné podmínky pro zachování podobně unikátních komponent ještě není uspokojivě prozkoumáno a pochopeno, můžeme být doslova vánočně optimističtí. Prakticky s jistotou lze totiž konstatovat, že ona revoluce v paleontologii, kterou sliboval koncem 80. let minulého století například i autor Jurského parku Michael Crichton nebo začátkem 90. let náš autor Záhady dinosaurů Jaroslav Mareš, je nejspíš již definitivně zde.[12] Už na začátku této dlouhé cesty do zatím neprobádaných končin fosilního mikrokosmu odhalujeme 68 milionů let staré tajemství mladé gravidní tyranosauřice. Ani v aktuálním vánočním naladění při vší té zjitřené fantazii si sotva dokážeme představit, kam až nás tento prakticky nový vědní obor zavede v dalších desetiletích!

———

Tyrannosaurus peptides.jpg

Pravá stehenní kost tyranosaura „B-rex“, z níž byly již na začátku tohoto století izolovány údajné pozůstatky původních peptidů a bílkovin. Ačkoliv stále s jistotou nevíme, jak se takové látky z dinosauřího organismu mohou dochovat přes bariéru geologického času, jejich přítomnost ve skvěle dochovaných fosilních vzorcích je dnes již nejspíš zcela neoddiskutovatelnou realitou. Kredit: San Antonio et al. (2011); Wikipedia (CC BY 2.5)

———

Short Summary in English: According to a new study by the team of researchers soft tissues and original biomolecules can in fact be present in fossils older than 66 million years. By analyzing the trace element composition of the femur of Tyrannosaurus rex specimen MOR 1125 (also “B-rex”), scientists demonstrated that after death its carcass decayed underwater in a brackish, oxic, estuarine channel and then became buried by sands that quickly cemented around the bones, largely protecting them from further chemical alteration.

———

Odkazy:

https://www.nationalgeographic.com/science/article/its-a-girl-paleontologists-examine-pregnant-t-rex

https://museumoftherockies.org/exhibitions/siebel-dinosaur-complex

https://en.wikipedia.org/wiki/Specimens_of_Tyrannosaurus

https://www.montana.edu/news/4777

https://www.smithsonianmag.com/science-nature/dinosaur-shocker-115306469/

———

[1] Larson, P. L.; Carpenter, K. (2008). Tyrannosaurus rex, the Tyrant King. Life of the past. Indiana University Press. ISBN 978-0-253-35087-9.

[2] Marshall, C. R.; et al. (2021). Absolute abundance and preservation rate of Tyrannosaurus rex. Science. 372 (6539): 284–287. doi: 10.1126/science.abc8300

[3] Schweitzer, M. H.; Wittmeyer, J. L.; Horner, J. R. (2008). One pretty amazing T. rex. In Larson, P.; Carpenter, K. (eds.). Tyrannosaurus rex, the Tyrant King. Str. 92–100.

[4] Schweitzer, M. H.; Wittmeyer, J. L.; Horner, J. R.; Toporski, J. B. (2005). Soft tissue vessels and cellular preservation in Tyrannosaurus rex. Science. 307 (5717): 1952–1955. doi: 10.1126/science.1108397

[5] Kaye, T. G.; Gaugler, G.; Sawlowicz, Z. (2008). Stepanova, A. (ed.). Dinosaurian soft tissues interpreted as bacterial biofilms. PLOS ONE. 3 (7): e2808. doi: 10.1371/journal.pone.0002808

[6] Schweitzer, M. H.; et al. (2016). Chemistry supports the identification of gender-specific reproductive tissue in Tyrannosaurus rex. Scientific Reports. 6 (1): 23099. doi: 10.1038/srep23099

[7] Schweitzer, M. H.; et al. (2014). A role for iron and oxygen chemistry in preserving soft tissues, cells and molecules from deep time. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 281 (1775): 20132741. 10.1098/rspb.2013.2741

[8] Ullmann, P. V.; et al. (2021). Taphonomic and diagenetic pathways to protein preservation, part I: The case of Tyrannosaurus rex specimen MOR 1125. Biology. 10 (11): 1193. doi: https://doi.org/10.3390/biology10111193

[9] Erickson, G. M.; et al. (2004). Gigantism and comparative life-history parameters of tyrannosaurid dinosaurs. Nature. 430 (7001): 772–775. doi: 10.1038/nature02699

[10] Fowler, D. W. (2017). Revised geochronology, correlation, and dinosaur stratigraphic ranges of the Santonian-Maastrichtian (Late Cretaceous) formations of the Western Interior of North America. PLoS ONE. 12 (11): e0188426. doi: 10.1371/journal.pone.0188426

[11] Schweitzer, M. H.; et al. (2007). Analyses of soft tissue from Tyrannosaurus rex suggest the presence of protein. Science. 316 (5822): 277-280. doi: 10.1126/science.1138709.

[12] Boatman, E.; et al. (2019). Mechanisms of soft tissue and protein preservation in Tyrannosaurus rex. Scientific Reports. 9 (1). doi: 10.1038/s41598-019-51680-1

———

Leave a Comment

Filed under Dějiny paleontologie, Spekulativní paleontologie, T. rex, Teropodní dinosauři

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.