science >> Wetenschap >  >> Natuur

Kunnen we dinosaurussen doen herrijzen uit fossiele embryo's?

Laten we een van deze openbreken en beginnen met het bouwen van een dinosaurus. Of niet. Een bouwvakker toont een van de 22 fossielen van dinosauruseieren die zijn gevonden op een bouwplaats in Nankang. De ei-fossielen hadden een diameter van 3,9-4,7 inch (10-12 centimeter). Zie meer fossielenfoto's. © Xu Chaoyang/Xinhua Press/Corbis

Toen paleontologen in 2010 voor het eerst een cluster van Jurassic-dinosaurusembryo's in China ontdekten twee gebeurtenissen vonden waarschijnlijk bijna tegelijk plaats:Steven Spielberg zorgde voor de filmrechten, en de mensen van Povich boekten de gefossiliseerde overblijfselen voor een "Who's the Baby Daddy"-aflevering van "Maury".

Maar wetenschappers verheugden zich om een ​​veel eenvoudigere reden:de mogelijkheid om erachter te komen hoe zulke grote dingen uit zulke kleine pakketjes groeiden.

Het is een onderwerp waar we verrassend weinig van weten, zoals paleontoloog Jack Horner uitlegde in zijn TED-talk uit 2011. Na onderzoek van de microscopische structuren van verschillende botten, Horner stelde vast dat bepaalde dinosauriërs hetzelfde patroon van botgroei ondergingen als sommige van hun afstammelingen van vogels. Net zoals een kasuaris zijn karakteristieke botkam pas laat in zijn leven ontwikkelt, sommige dinosaurussen behielden juveniele kenmerken tot in de buurt van de volwassenheid. Het blijkt dat paleontologen de botten helemaal verkeerd hadden gelezen:vijf zogenaamd verschillende Krijtsoorten waren eigenlijk jongere versies van bekende dinosaurussen [bron:Horner].

Duidelijk, er is meer informatie nodig, en die ontdekking in 2010 van a Lufengosaurus De broedplaats van de kolonie (en het gerelateerde artikel uit 2013 gepubliceerd in Nature) is precies de bonanza waar wetenschappers naar op zoek waren. De site bevatte 200 botten van de nakomelingen van de langhalsige planteneter, samen met botfragmenten en eierschalen - in totaal verschillende nesten en ten minste 20 embryo's in verschillende stadia van ontwikkeling. Naar schatting tussen de 190 en 197 miljoen jaar oud, het zijn de oudste dinosaurusembryo's die ooit zijn gevonden [bronnen:Reisz et al.; Dan].

Dat was meer dan genoeg om paleontologen en dinofielen wekenlang bezig te houden, maar er was meer. Bijna als een voetnoot, wetenschappers kondigden aan dat ze onder de botten ook "organische resten, waarschijnlijk directe producten van het verval van complexe eiwitten" [bron:Reisz et al.]. Al snel werd de onvermijdelijke vraag gesteld:kunnen we dinosaurussen eindelijk doen herrijzen?

De vraag is niet zo gek als vroeger, maar het antwoord is nog steeds nee. Ondanks verbazingwekkende sprongen voorwaarts op het gebied van genetica en genomica, praktische problemen met het verkrijgen en klonen van dino-DNA maken "Jurassic Park" waarschijnlijk onmogelijk, zelfs als ethische zorgen en onbedoelde gevolgen ons kunnen doen afvragen of het wel een goed idee is om het te proberen.

Aangespoord door Advances

In de film "Dumb and Dumber" uit 1994 Mary Swanson vertelt Lloyd Christmas dat hun kans om samen te eindigen één op een miljoen is, ’ waarop hij antwoordt, 'Dus je zegt me dat er een kans is.'

Paleontologen moeten zich soms net Maria voelen bij het beantwoorden van vragen over het uitsterven van dinosauriërs. Ze moeten zich ook afvragen hoe zoveel mensen naar "Jurassic Park" en zijn vervolg kunnen kijken en het hardnekkige thema van onbedoelde gevolgen missen.

Opent de ontdekking van dino-embryo's een nieuwe weg naar de wedergeboorte van reptielen? Het antwoord is nee. Dinosauruseieren zijn tientallen tot honderden miljoenen jaren voorbij hun uiterste gebruiksdatum, en gefossiliseerd om op te starten -- niet bepaald het beste incubatormateriaal. Wat de embryo's betreft, het zijn net zoveel stapels botten. Niet veel hulp daar.

Hoe zit het met het organische materiaal -- hebben we eindelijk dinosaurus-DNA opgegraven? Niet precies. Paleontologische kringen debatteren al jaren over mogelijke vondsten van organisch weefsel, maar ze moeten nog DNA vinden (en zullen dat waarschijnlijk nooit doen - zie zijbalk).

neem de Tyrannosaurus rex , bijvoorbeeld. In 2005, wetenschappers die zwak zuur gebruiken om te demineraliseren Tyrannosaurus bot zacht getrokken, plooibare "weefsels" van de overblijfselen, inclusief stukjes die op botcellen leken, rode bloedcellen en bloedvaten. Latere vondsten leverden verdere monsters op van geconserveerde weefsels van verschillende soorten en tijdsperioden, wat suggereert dat deze ontdekking geen toevalstreffer was [bronnen:Kaye et al.; Schweitzer et al.; Schweitzer et al.].

Onnodig te zeggen, mensen raakten een beetje opgewonden. In een spel van inches zoals paleontologie, zo'n vondst kwam neer op een touchdown, maar onderzoeksscheidsrechters draaiden het scorebord al snel terug. Na verder onderzoek via koolstofdatering en scanning-elektronenmicroscopie, ze kondigden aan dat de draderige stukjes en holtes geen dinosaurusweefsels waren, maar bacteriële biofilms - verzamelingen bacteriën die aan elkaar zijn gebonden door polysachariden, eiwitten en/of DNA. Ze zien er misschien goed uit, maar ze hebben eigenlijk meer gemeen met tandplak dan dinosauruscellen [bronnen:Bayles; Kaye et al.].

Wat hun aard ook is, de vondsten deden paleontologen zich afvragen; Zou het echte ding daar kunnen zijn, wachten om ontdekt te worden? Ze pasten hun technieken aan en met de Lufengosaurus nest, geslagen betalen vuil. Spannend? Absoluut. Biologisch? Zeker wel. DNA? Bij lange na niet [bron:Reisz et al.].

Maar stel dat het zo was geweest?

Pleistoceen park?

Vooruitgang in de genetica blijft dromen van dinosaurusklonen inspireren, maar lijdt aan één problematisch ontbrekend ingrediënt:DNA. Het oudste geregistreerde DNA is geëxtraheerd uit een 800, 000 jaar oude Groenlandse ijskern, maar over het algemeen ligt de maximale overlevingsleeftijd van genetische moleculen waarschijnlijk meer in het bereik van 100, 000-200, 000 jaar (maximaal één miljoen). Op zijn best, die mammoeten plaatst, gigantische grondluiaards en sabeltandkatten binnen handbereik, maar geen dinosaurussen [bronnen:Gannon; Kolata; Mabrië].

Niet alles wat het is om te zijn

In het afgelopen decennium is vooruitgang in stamcellen, het redden van oud DNA en het opnieuw opbouwen van genomen hebben het concept van "de-extinctie" - met name van genetische neven van levende soorten - dichter bij realisatie gebracht [bronnen:Kolata; zimmer]. Hoe dichtbij, en wat dit zou kunnen betekenen voor veel oudere dieren, blijft minder duidelijk.

Met behulp van bevroren cellen, wetenschappers hebben in 2003 met succes een uitgestorven Pyreneese steenbok gekloond, ook wel een bucardo ( Capra pyrenaica pyrenaica ), maar het stierf minuten later [bronnen:Kolata; Mabri; zimmer]. Voor jaren, Australische onderzoekers hebben geprobeerd de zuidelijke maagbroedkikker terug te brengen ( Rheobatrachus silus ), waarvan de laatste tientallen jaren geleden kraakte, naar het lelieblad van de levenden, maar de resultaten moeten nog verder gaan dan het vroege embryonale stadium [bron:Kolata].

Hoewel struikelend, deze eerste stappen wekken hoop op ambitieuzere opstandingen die komen, waaronder wolharige mammoeten, trekduiven en een Yukon-paard dat al 70 millennia is uitgestorven -- dat klinkt als een lange tijd, totdat je je realiseert dat het slechts een tiende van 1 procent zo lang geleden is als het meest recente uitsterven van dinosauriërs [bron:Kolata].

Zelfs als het DNA van dino niet ouder was dan de yoghurt van gisteren, echter, talrijke ethische en praktische zorgen zouden iedereen, behalve de gekste wetenschappers, ertoe moeten brengen te aarzelen voordat ze de klonen sturen. Ten slotte, hoe zouden we zo'n proces reguleren? Wie zou het uitvoeren en wanneer? Hoe zou de-extinctie van invloed zijn op de Endangered Species Act? Hoe zit het met de pijn en het lijden van mislukte pogingen? Kunnen we dode ziektes weer tot leven wekken, of eindigen met het equivalent van invasieve soorten op steroïden [bronnen:Kolata; Mabri]?

Er zijn voordelen, natuurlijk. Net zoals de herintroductie van wolven in Yellowstone Park, "terugdraaien" van recente uitstervingen kan helpen het evenwicht in beschadigde ecosystemen te herstellen, en sommigen zeggen dat de mensheid een schuld verschuldigd is aan de dieren die het heeft beroofd [bronnen:Kolata; Mabri; zimmer].

Voorlopig tenminste de DNA-kwestie maakt de vraag academisch. Het is denkbaar dat een veel recenter wezen, zoals een bevroren wolharige mammoet, kan een intacte (indien in de vriezer verbrande) cel produceren, maar wat dinosaurussen betreft, Lufengosaurus ' afgebroken eiwitten komen misschien het dichtst in de buurt van 'Jurassic Park' [bron:Kolata].

Alternatief, ze zouden kunnen proberen een voorouderlijk dier te 'terugkweken' door afstammelingen te paren met onderscheidende genen die ervan zijn geërfd. Sinds 1945, sommige Duitse fokkers hebben beweerd de prestatie met de oeros te hebben volbracht ( Bos primigenius ), een uitgestorven wilde os en stamvader van modern vee, maar wetenschappers blijven twijfelachtig [bronnen:Encyclopaedia Britannica; Kolata].

Terugkweken en opvullen van de lege plekken

Er is meer dan één manier om een ​​uitgestorven sabeltandkat te villen. Wetenschappers konden fragmenten van DNA nemen en ze samenvoegen met sequenties van levende neven, zoveel als vogels, DNA van amfibieën en reptielen vulde genetische hiaten in "Jurassic Park." Ze zouden dan de gemodificeerde cellen kunnen klonen [bron:Kolata].

Veel meer informatie

Notitie van de Auteur:Kunnen we dinosaurussen herleven uit fossiele embryo's?

Voor elke botanicus die Krijt-kudzu vreest, er zijn twee farmaceutische vertegenwoordigers die kwijlen over Mesozoïcum Minoxidil. Mij, Ik sluit me aan bij de mensen die mee doen voor het wonder, puur en eenvoudig -- het wonder geboren uit boeken, van zakken met veelkleurige plastic reptielen en van Ray Harryhausen-films.

gerelateerde artikelen

  • Kunnen wetenschappers dinosaurussen klonen?
  • Hoe dinosaurussen werken
  • Hoe weten wetenschappers wat er in dinosauruseieren zit?
  • Is er een duidelijk verband tussen vogels en dinosaurussen?
  • Wat is er zo speciaal aan een dinosaurus genaamd Leonardo?

bronnen

  • Barrett, P.M. P. Upchurch en W. Xiao-Lin. "Craniale osteologie van Lufengosaurus Huenei Young (Dinosauria:Prosauropoda) uit het Onder-Jura van Yunnan, Volksrepubliek China." Journal of Vertebrate Paleontology. Vol. 25, Nee. 4. Pagina 806. 2005.
  • Bayles, Ken. "De biologische betekenis van bacteriële biofilm." University of Nebraska Medical Center/Nebraska Public Health Laboratory. http://www.nphl.org/documents/TheBiologicalSignificanceofBacterialBiofilm.pdf
  • BBC. "Sauropod-dinosaurussen." http://www.bbc.co.uk/nature/life/Sauropoda
  • BBC. "Sauropodomorph-dinosaurussen." http://www.bbc.co.uk/nature/life/Sauropodomorpha
  • knapperig, Eduard. "Sauropodomorpha:De Prosauropoden en de Sauropoden." College 1:Geologie 397:Special Topics:Inleiding tot de paleontologie. http://www.wvup.edu/ecrisp/lec11-sauropodamorpha.html
  • Encyclopedie Britannica. "Oeros." http://www.britannica.com/EBchecked/topic/43404/aurochs
  • Gannon, Megan. "Jurassic Park zal niet gebeuren:Dino DNA dood." 10 oktober 2012. http://news.discovery.com/animals/dinosaurs/dinosaur-dna-fossil-decay-jurassic-park-clone-121010.htm
  • Gilbert, Scott F. "Druk als ontwikkelingsmiddel." DevBio, een Companion to Developmental Biology Negende editie.
  • Hoornaar, Jac. "Vormveranderende dinosaurussen." TED-talk. November 2011. http://www.ted.com/talks/jack_horner_shape_shifting_dinosaurs.html
  • Kaye, Tomas, Gary Gaugler en Zbigniew Sawlowicz. "Dinosaurian zachte weefsels geïnterpreteerd als bacteriële biofilms." PLoS EEN. Vol. 3, Nee. 7. Pagina e2808.
  • Kolata, Gina. "Dolly, het eerste gekloonde zoogdier, is dood." The New York Times. 14 februari, 2003. http://www.nytimes.com/2003/02/14/science/life/14CND-DOLL.html
  • Kolata, Gina. "Dus je bent uitgestorven? Wetenschappers hebben glans in het oog." De New York Times. 18 maart, 2013. http://www.nytimes.com/2013/03/19/science/earth/research-to-bring-back-extinct-frog-points-to-new-path-and-quandaries.html?ref=klonen&_r=0
  • Mabrië, Marcus. "Bringing Back the Dead:The Ethics of Reversing Extinction." The New York Times [VIDEO]. 19 maart 2013. http://nyti.ms/ZXP18s
  • Reisz, Robert R., Timothy D. Huang, Eric M. Roberts, Shin Rung Peng, Corwin Sullivan, Koen Steen, Aaron R.H. LeBlanc, Dar Bin Shieh, Rong Seng Chang, Cheng Cheng Chiang, Chuanwei Yang en Shiming Zhong. "Embryologie van vroege Jura-dinosaurus uit China met bewijs van bewaarde organische resten." Natuur. Vol. 496. Pagina 210. April 2013. http://www.nature.com/nature/journal/v496/n7444/full/nature11978.html
  • Schweitzer, Maria H., Jennifer L. Wittmeyer en John R. Horner. "Zacht weefsel en cellulair behoud in skeletelementen van gewervelde dieren van het Krijt tot heden." Proceedings van de Royal Society B. Vol. 274. Pagina 183. 2007. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1685849/
  • Schweitzer, Maria H., Jennifer L. Wittmeyer, John R. Horner en Jan K. Toporski. "Zachte weefselvaten en cellulair behoud in Tyrannosaurus Rex." Wetenschap. Vol. 307. Pagina 1952. 2005. http://www.researchgate.net/publication/7944782_Soft-tissue_vessels_and_cellular_preservation_in_Tyrannosaurus_rex/file/d912f50b8a8fb3c9d3.pdf
  • Dan, Ker. "Babydinosaurussen spanden spieren in hun eieren." National Geographic. 10 april 2013. http://news.nationalgeographic.com/news/2013/13/130410-lufengosaurus-oldest-baby-dinosaur-embryo-paleontology/
  • Universiteit van Bristol. "Sauropod-eieren." Afdeling Aardwetenschappen. http://palaeo.gly.bris.ac.uk/palaeofiles/eggs/Types/sauropods.html
  • Wereld boek. "Lufengosaurus." http://www.worldbook.com/content-spotlight/item/1362-dinosaurs/1362-dinosaurs?start=1
  • Zimmer, Karel. "Ze weer tot leven brengen." National Geographic. april 2013. http://ngm.nationalgeographic.com/2013/04/species-revival/zimmer-text