Resti di molecole organiche trovati nei nuclei di antiche cellule di dinosauro

Un team di scienziati dell’Istituto di paleontologia e paleoantropologia dei vertebrati (IVPP) dell’Accademia cinese delle scienze e del Museo della natura di Shandong Tianyu (STM), ha isolato cellule cartilaginee squisitamente conservate in un dinosauro di 125 milioni di anni del nord-est della Cina. Lo studio è stato pubblicato su Communications Biology.

Caudipteryx era un piccolo onnivoro delle dimensioni di un pavone

Il dinosauro, chiamato Caudipteryx, era un piccolo onnivoro delle dimensioni di un pavone con lunghe penne della coda. Vagava sulle rive dei laghi poco profondi del Jehol Biota nella provincia di Liaoning durante il primo Cretaceo.

“I dati geologici si sono accumulati nel corso degli anni e hanno dimostrato che la conservazione dei fossili nel Jehol Biota è stata eccezionale a causa delle fini ceneri vulcaniche che hanno seppellito le carcasse e le hanno conservate fino al livello cellulare”, ha affermato Li Zhiheng, professore associato presso IVPP e co-autore dello studio.

Gli scienziati hanno estratto un pezzo di cartilagine articolare distale dal femore destro di questo campione, lo hanno decalcificato e hanno utilizzato diversi metodi di microscopia  per analizzarlo. Hanno osservato che tutte le cellule sono state mineralizzate dalla silicizzazione dopo la morte dell’animale. Questa silicizzazione è probabilmente il motivo che ha permesso l’ottima conservazione di queste cellule.

Scoperti due principali tipi di cellule

Hanno anche scoperto due tipi principali di cellule: cellule che erano sane al momento della fossilizzazione e cellule non così sane che erano porose e fossilizzate mentre stavano morendo. “È possibile che queste cellule stessero già morendo anche prima che l’animale morisse”, ha affermato Alida Bailleul, professore associato presso IVPP e corrispondente autore di questo studio.

La morte cellulare è un processo che si verifica naturalmente durante la vita di tutti gli animali. Ma essere in grado di posizionare una cellula fossilizzata in un punto specifico all’interno del ciclo cellulare è abbastanza nuovo in paleontologia. Questo è uno degli obiettivi degli scienziati dell’IVPP: migliorare le immagini cellulari nei fossili.

Inoltre, il team ha isolato alcune cellule e le ha colorate con una sostanza chimica utilizzata nei laboratori biologici di tutto il mondo. Questa sostanza chimica viola, chiamata ematossilina, è nota per legarsi ai nuclei delle cellule. Dopo aver colorato il materiale del dinosauro, una cellula di dinosauro ha mostrato un nucleo viola con alcuni fili viola più scuri. Ciò significa che la cellula di dinosauro di 125 milioni di anni ha un nucleo così ben conservato che conserva anche alcune biomolecole originali e fili di cromatina.

La cromatina all’interno delle cellule di tutti gli organismi viventi sulla Terra è costituita da molecole di DNA strettamente impacchettate. I risultati di questo studio forniscono quindi dati preliminari che suggeriscono che i resti del DNA originale del dinosauro possono ancora essere conservati. Ma per testare con precisione questo, il team deve fare molto più lavoro e utilizzare metodi chimici molto più raffinati della colorazione che hanno usato.

“Siamo onesti, siamo ovviamente interessati ai nuclei cellulari fossilizzati perché è qui che dovrebbe essere la maggior parte del DNA se il DNA fosse preservato“, ha detto Alida Bailleul. L’anno scorso la ricercatrice ha pubblicato un altro studio che riportava un’eccezionale conservazione nucleare e biomolecolare nelle cellule cartilaginee di un dinosauro del Montana. “Abbiamo dati preliminari molto interessanti, ma stiamo iniziando a capire ora la biochimica cellulare in fossili molto vecchi, su questo punto dobbiamo lavorare di più”. Ha affermato.

Il team insiste che devono fare molte più analisi e persino sviluppare nuovi metodi per comprendere i processi che possono consentire la conservazione delle biomolecole nelle cellule dei dinosauri, poiché nessuno ha mai sequenziato con successo alcun DNA di dinosauro. Nell’antica comunità del DNA, vengono utilizzati metodi di sequenziamento per confermare se il DNA antico è conservato nei fossili. Finora, questi metodi hanno funzionato solo per i fossili giovani (non molto più vecchi di circa un milione di anni), ma non hanno mai funzionato per il materiale dei dinosauri. I dinosauri sono considerati troppo vecchi per conservare il DNA. Tuttavia, i dati chimici raccolti dagli scienziati di IVPP e STM suggeriscono il contrario.

Anche se devono essere raccolti più dati, questo studio mostra sicuramente che le cellule fossili di dinosauro di 125 milioni di anni non possono essere considerate rocce al 100%. Non sono completamente “stonati”. Invece, contengono ancora resti di molecole organiche. Ora, è fondamentale capire esattamente cosa sono queste molecole, se conservano informazioni biologiche e resti di DNA.