Onderzoekers van de North Carolina State University, De Universiteit van Lund in Zweden en de Universiteit van Hyogo in Japan hebben het originele pigment teruggevonden, beta-keratine en spiereiwitten van een 54 miljoen jaar oude zeeschildpad. Het werk draagt ​​bij aan de groeiende hoeveelheid bewijs dat de persistentie van originele moleculen gedurende miljoenen jaren ondersteunt en levert ook direct bewijs dat een op pigment gebaseerde overlevingseigenschap die moderne zeeschildpadden gemeen hebben, minstens 54 miljoen jaar geleden is geëvolueerd.

Tasbacka danica is een soort zeeschildpad die leefde tijdens het Eoceen, tussen 56 en 34 miljoen jaar geleden. In 2008 een zeer goed bewaard gebleven T. danica hatchling werd teruggevonden uit de Für-formatie in Jutland, Denemarken. Het monster was minder dan 3 inch (74 millimeter) lang. In 2013 ontdekte paleontoloog Johan Lindgren van de universiteit van Lund resten van zacht weefsel uit een gebied in de buurt van de linker "schouder" van de zeeschildpad. Hij verzamelde vijf kleine monsters voor biomoleculaire analyse.

De schelpen van moderne zeeschildpadden zijn donker gekleurd - deze pigmentatie geeft ze bescherming tegen roofdieren in de lucht (zoals meeuwen) terwijl ze op het oceaanoppervlak drijven om te ademen. Omdat schildpadden reptielen zijn, en daarom koelbloedig, de donkere kleur stelt ze ook in staat om warmte van zonlicht op te nemen en hun lichaamstemperatuur te reguleren. Deze verhoogde lichaamstemperatuur zorgt ook voor een snellere groei, het verkorten van de tijd dat ze kwetsbaar zijn aan het oceaanoppervlak.

De T. danica hatchling exemplaar leek deze kleur te delen met zijn levende tegenhangers. De onderzoekers observeerden ronde organellen in het fossiel die melanosomen zouden kunnen zijn, pigmenthoudende structuren in de huid (of epidermis) die de schildpadden hun donkere kleur geven.

Om de structurele en chemische samenstelling van de zachte weefsels te bepalen die Lindgren verzamelde en om te zien of de fossiele zeeschildpad een donkergekleurde schaal had, de onderzoekers onderwierpen het monster aan een selectie van analytische technieken met hoge resolutie, inclusief veldemissiekanon scanning elektronenmicroscopie (FEG-SEM), transmissie-elektronenmicroscopie (TEM), in situ immunohistochemie, time-of-flight secundaire ionen massaspectrometrie (ToF-SIMS), en infrarood (IR) microspectroscopie.

Lindgren voerde ToF-SIMS uit op de monsters om de aanwezigheid van heem te bevestigen, eumelanine en eiwitachtige moleculen - de componenten van bloed, pigment en eiwit.

Co-auteur Mary Schweitzer, hoogleraar biologische wetenschappen aan NC State met een gezamenlijke aanstelling in het North Carolina Museum of Natural Sciences, histochemische analyses van het monster uitgevoerd, constateren dat het positief testte tegen antilichamen voor zowel alfa- als bèta-keratine, hemoglobine en tropomyosine, een spiereiwit. TEM, uitgevoerd door de evolutionaire bioloog Takeo Kuriyama van de Universiteit van Hyogo, en Schweitzer's immunogold-testen bevestigden de bevindingen verder.

Uiteindelijk, het bewijs wees erop dat deze moleculen origineel waren voor het monster, wat bevestigt dat deze oude schildpadden een op pigmentatie gebaseerde overlevingseigenschap deelden met hun hedendaagse broeders.

"De aanwezigheid van eukaryote melanine in een melanosoom ingebed in een keratinematrix sluit besmetting door microben uit, omdat microben geen eukaryote melanine of keratine kunnen maken, " Zegt Schweitzer. "Dus we weten dat deze jongen de donkere kleur hadden die moderne zeeschildpadden gemeen hebben.

"De gegevens ondersteunen niet alleen het behoud van meerdere eiwitten, maar suggereren ook dat kleuring al in het Eoceen werd gebruikt voor fysiologie, op dezelfde manier als nu."