Varför vi fortfarande har svårt att få det att hända 30 år senare

“Jurassic Park” är utan tvekan den ultimata Hollywood-blockbustern. Bortsett från attraktionskraften hos människoätande dinosaurier, spännande actionsekvenser och banbrytande film, var släppet 1993 en milstolpe mellan film och vetenskap.

Medan den globala publiken sög till sig den blodiga handlingen, gjordes filmens premiss – att extrahera DNA från insektsfossiler bevarade i bärnsten för att återuppliva dinosaurier – trovärdig genom flera högprofilerade studier av fossil bärnsten. Författarna extraherade gammalt DNA från bärnsten och återupplivade till och med bakterier som fanns i bärnsten. Världen verkade förberedd för en riktig “Jurassic Park.”

Men vetenskapen har tagit många vändningar sedan dess. Fler och fler paleontologer rapporterar bevis på DNA och proteiner, som också ger genetisk information i fossiler. Dessa kemiska spår kan ge oöverträffade insikter i forntida liv och evolution. Sådana rapporter är dock källan till pågående debatt och kontroverser bland forskare. Vår aktuella studie, publicerad i tidskriften Naturlig ekologi och evolutionger nya insikter.

Urgammalt DNA

Jämfört med andra molekyler ger DNA den mest detaljerade informationen om hur nära arter är släkt med varandra. DNA är dock extremt ömtåligt och bryts ner snabbt efter att en organism dör.

Men DNA kan ibland överleva i polära klimat eftersom minusgrader saktar ned. Geologiskt ungt DNA (tusentals år gammalt) har därför potential att återuppliva utdöda djur från den senaste istiden till det senaste förflutna.

Kommersiella företag som Pleistocene Park, Colossal och Revive & Restore arbetar med projekt för att få tillbaka den ulliga mammuten och passagerarduvan.

Det finns ett långt gap mellan dessa mammutar och dinosaurierna, som dog ut för 66 miljoner år sedan. Det finns dock bevis för att genetiskt material skulle kunna överleva i fossiler även under dessa perioder.

Till exempel har fossila kromosomer – fragment av DNA som är mindre än en cell – hittats i växter upp till 180 miljoner år gamla och en 75 miljoner år gammal dinosaurie.

Men forskare har ännu inte hittat bevis för att faktisk DNA kan överleva i tiotals miljoner år.

Gamla proteiner

Proteiner kodar också för information (i form av aminosyrasekvenser) som kan belysa de evolutionära sambanden mellan arter.

Forskare tror att proteiner kan överleva längre än DNA. Faktum är att forskare har hittat många exempel på fossiliserade proteiner, framför allt intakta aminosyrasekvenser av kollagen (ett protein som finns i bindväv), men dessa är högst några miljoner år gamla.

Forskare förväntar sig inte att stora proteinfragment ska överleva så länge som dessa mindre. 2007 elektrifierades det vetenskapliga samfundet av rapporten om 68 miljoner år gamla kollagenfragment i ett Tyrannosaurus Rex-ben.

Emellertid uppstod kontroverser snart när oron växte över teamets metodik, såsom möjligheten till kontaminering och avsaknaden av rigorösa kontroller och oberoende verifiering.

En liknande debatt omger nyare rapporter om nedbrutna proteiner och kollagenfibrer i fossiler upp till 130 miljoner år gamla.

En väg framåt

Dessa studier belyser svårigheterna med att arbeta med fossiler, särskilt när man använder analytiska metoder som kanske inte är lämpliga för användning på gammal vävnad. Bevisen för överlevnaden av fossila proteinrester har dock visat sig övertygande.

Dessa studier uppmuntrar även andra forskare att utforska nya metoder och analytiska tillvägagångssätt som kan vara bättre lämpade för användning på fossiler.

Vår nya studie utforskar ett sådant tillvägagångssätt, genom att använda en fokuserad ljusstråle plus röntgenstrålar för att bestråla prover av gamla fjädrar. Dessa tekniker visar vilka kemiska bindningar som finns och ger därigenom information om proteiners struktur. Detta i sin tur hjälper oss att upptäcka spår av proteiner i fossila fjädrar.

Våra analyser av den 125 miljoner år gamla fjäderdinosaurien Sinornithosaurus avslöjade rikliga korrugerade proteinstrukturer som överensstämmer med ett protein som kallas beta-keratin, vilket är vanligt i moderna fjädrar. Spiralproteinstrukturer (som indikerar ett annat protein som kallas alfa-keratin) var endast närvarande i små mängder.

När vi simulerade fossiliseringsprocessen i laboratorieexperiment fann vi att krullade proteinstrukturer löses upp när de värms upp och bildar spiralformade strukturer.

Dessa resultat tyder på att forntida fjädrar var anmärkningsvärt lika i kemin som dagens fjädrar. Det tyder också på att spiralproteinstrukturer i fossiler sannolikt är artefakter av fossiliseringsprocessen.

I slutändan tyder dock våra resultat på att spårmängder av proteiner överlever i hundratals miljoner år.

Verklig “Jurassic Park” – vetenskaplig fakta eller fiktion?

Paleontologer kan nu undersöka fossiler efter ledtrådar till antika molekyler med hjälp av en arsenal av tekniker som inte var tillgängliga för 30 år sedan. Detta har gjort det möjligt för oss att identifiera fragment av molekyler i fossila djur som är tiotals till hundratals miljoner år gamla.

Forskare har upptäckt hemoglobin, ett protein i röda blodkroppar, i 50 miljoner år gamla insekter och melaninpigment i bläcksäckarna hos 200 miljoner år gamla bläckfiskar.

I slutändan behöver vi dock intakt DNA för att återuppliva arter. Så även om forskare har gjort stora framsteg, är utsikterna kvar inom science fiction. Alla data från fossiler och experiment hittills tyder på att det helt enkelt är osannolikt att DNA kommer att överleva i tiotals miljoner år.

Även om forskare hittade DNA-fragment i dinosauriefossil, skulle de sannolikt vara mycket korta. Korta fragment av DNA ger oss sannolikt inte användbar information om en art. Och vi har ännu inte teknologin för att validera sådana sällsynta DNA-fragment som original snarare än slumpmässiga kombinationer av aminosyror som skapas under fossilisering.

Bättre laboratorieprotokoll och fossiliseringsexperiment hjälper oss att tolka fossiler mer exakt. Detta banar väg för mer grundliga studier av antika molekyler.

I framtiden kan dessa studier utmana vår kunskap om hur länge molekyler kan överleva och till och med förändra vår förståelse av livets utveckling på jorden.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.