Pænt klædt i blå Capri-bukser og en ærmeløs top, langt hår, der flyder over hendes blotte skuldre, sidder Mary Schweitzer ved et mikroskop i et svagt laboratorium, hvor ansigtet kun er oplyst af en glødende computerskærm, der viser et netværk af tynde, forgrenede kar. Det er rigtigt, blodkar. Fra en dinosaur. ”Ho-ho-ho, jeg er ophidset, ” humrer hun. ”Jeg er, virkelig, virkelig ophidset.”
Relateret indhold
- Forskeren bag "Jurassic World", Jack Horner, bryder filmens spændende trailer
- Tyrannosaurus Rex 's farlige og dødbringende bid
- Dinosaurs 'levende efterkommere
Efter 68 millioner år i jorden blev der gravet en Tyrannosaurus rex fundet i Montana, dens benben blev brudt i stykker, og fragmenter blev opløst i syre i Schweizers laboratorium ved North Carolina State University i Raleigh. ”Cool bønner, ” siger hun og ser på billedet på skærmen.
Det var faktisk store nyheder sidste år, da Schweitzer meddelte, at hun havde opdaget blodkar og strukturer, der lignede hele celler inde i T. rex-knoglen - den første observation af sin art. Fundet forbløffede kolleger, der aldrig havde forestillet sig, at selv et spor af stadig blødt dinosaurvæv kunne overleve. Når alt kommer til alt, som enhver lærebog vil fortælle dig, når et dyr dør, forsvinder blødt væv som blodkar, muskler og hudfald hen over tid, mens hårde væv som knogler gradvist kan erhverve mineraler fra miljøet og blive fossiler. Schweitzer, en af de første forskere, der brugte redskaber fra moderne cellebiologi til at studere dinosaurer, har opdateret den konventionelle visdom ved at vise, at nogle stenhårde fossiler, der er ti millioner millioner år gamle, kan have rester af blødt væv gemt væk i deres interiør. ”Årsagen til, at det ikke er blevet opdaget før, er, at ingen højre-tænkende paleontolog ville gøre, hvad Mary gjorde med sine prøver. Vi gør ikke alt for at grave disse ting ud af jorden for derefter at ødelægge det i syre, ”siger dinosaur-paleontolog Thomas Holtz Jr., fra University of Maryland. ”Det er stor videnskab.” Observationerne kunne kaste nyt lys over, hvordan dinosaurer udviklede sig, og hvordan deres muskler og blodkar fungerede. Og de nye fund kan hjælpe med at afvikle en langvarig debat om, hvorvidt dinosaurier var varmblodede, koldblodige - eller begge dele.
I mellemtiden er Schweizers forskning blevet kapret af "unge jord" -kreationister, der insisterer på, at dinosaur blødt væv umuligt kunne overleve millioner af år. De hævder, at hendes opdagelser støtter deres tro, baseret på deres fortolkning af Første Mosebog, om at jorden kun er et par tusinde år gammel. Selvfølgelig er det ikke usædvanligt, at en paleontolog adskiller sig med kreasionister. Men når kreasionister fejlagtigt repræsenterer Schweitzers data, tager hun dem personligt: Hun beskriver sig selv som "en fuldstændig og total kristen." På en hylde på sit kontor ligger en plak, der indeholder et vers fra Det Gamle Testamente: "For jeg kender de planer, jeg har for dig, ”Erklærer Herren, ” planer om at trives og ikke skade dig, planer om at give dig håb og en fremtid. ”
Det kan være, at Schweitzers uortodokse tilgang til paleontologi kan spores til hendes rundkørselskarriere. Da hun voksede op i Helena, Montana, gik hun gennem en fase, hvor hun som mange børn blev fascineret af dinosaurier. Faktisk meddelte hun i en alder af 5, at hun ville blive paleontolog. Men først fik hun en universitetsgrad i kommunikative lidelser, giftede sig, havde tre børn og underviste kort i remedial biologi til gymnasiet. I 1989, et dusin år efter uddannelsen fra universitetet, sad hun i en klasse på Montana State University undervist af paleontolog Jack Horner fra Museum of the Rockies, nu tilknyttet Smithsonian Institution. Foredragene genoptog hendes lidenskab for dinosaurier. Kort efter talte hun vej ind i en frivillig stilling i Horners laboratorium og begyndte at forfølge en doktorgrad i paleontologi.
Hun troede oprindeligt, at hun ville studere, hvordan den mikroskopiske struktur af dinosaurebenene adskiller sig afhængigt af hvor meget dyret vejer. Men så kom hændelsen med de røde pletter.
I 1991 forsøgte Schweitzer at undersøge tynde skiver af knogler fra en 65 millioner år gammel T. rex. Hun havde svært ved at få skiverne til at holde sig til et glasglas, så hun søgte hjælp hos en molekylærbiolog på universitetet. Biologen, Gayle Callis, tog tilfældigvis lysbillederne til en veterinærkonference, hvor hun opsatte de gamle prøver for andre at se på. Et af dyrlægerne gik op til Callis og sagde: ”Ved du, at du har røde blodlegemer i den knogle?” Sikker nok, under et mikroskop, så det ud til, at knoglen var fyldt med røde skiver. Senere husker Schweitzer, ”Jeg kiggede på dette, og jeg kiggede på dette, og jeg tænkte, dette kan ikke være. Røde blodlegemer bevarer ikke. ”
Schweitzer viste diaset til Horner. ”Da hun først fandt de røde blodlegemer udseende strukturer, sagde jeg, Jepp, det er sådan, de ser ud, ” husker hendes mentor. Han troede, det var muligt, at det var røde blodlegemer, men han gav hende nogle råd: "Se nu, om du kan finde nogle beviser, der viser, at det ikke er, hvad de er."
Hvad hun i stedet fandt, var bevis for heme i knoglerne - yderligere støtte til ideen om, at de var røde blodlegemer. Heme er en del af hæmoglobin, det protein, der bærer ilt i blodet og giver røde blodlegemer deres farve. ”Det gjorde mig virkelig nysgerrig med hensyn til enestående bevarelse, ” siger hun. Hvis partikler fra den ene dinosaurus var i stand til at hænge rundt i 65 millioner år, var måske lærebøgerne forkert om fossilisering.
Schweitzer har en tendens til at være selvfaldende og hævder at være håbløs ved computere, laboratoriearbejde og tale med fremmede. Men kolleger beundrer hende og siger, at hun er beslutsom og hårdtarbejdende og har mestret en række komplekse laboratorieteknikker, der er ud over de fleste paleontologers færdigheder. Og at stille usædvanlige spørgsmål krævede en masse nervøsitet. ”Hvis du peger hende i en retning og siger, gå ikke den vej, hun er den type person, der vil sige, hvorfor? - og hun går og tester det selv, ” siger Gregory Erickson, en paleobiolog ved Florida State University . Schweitzer tager risici, siger Karen Chin, en paleontolog fra University of Colorado. ”Det kan være en stor gevinst eller det kan bare være et slags hum-forsknings-projekt.”
I 2000 spiste Bob Harmon, en chef for feltbesætningen fra Museum of the Rockies, sin frokost i en fjerntliggende Montana-canyon, da han så op og så en knogel stikke ud af en klippevæg. Denne knogle viste sig at være en del af, hvad der måske er den bedst bevarede T. rex i verden. I løbet af de næste tre somre flisede arbejderne væk fra dinosauren og fjernede den gradvist fra klippeoverfladen. De kaldte det B. rex til Harmons ære og kaldte det kalden Bob. I 2001 indkapslede de en del af dinosauren og det omgivende snavs i gips for at beskytte den. Pakken vejede mere end 2.000 pund, hvilket viste sig at være lige over deres helikopternes kapacitet, så de delte den i to. En af B. rex's benben blev brudt i to store stykker og flere fragmenter - lige hvad Schweitzer havde brug for til sin mikroskala-udforskning.
Det viste sig, at Bob var forkert benævnt. ”Det er en pige, og hun er gravid, ” husker Schweitzer at fortælle sin laborant, da hun kiggede på fragmenterne. På den hule indvendige overflade af lårbenet havde Schweitzer fundet rester af knogler, der gav en overraskende mængde information om dinosauren, der gjorde dem. Knogler kan virke lige så stabile som sten, men de er faktisk konstant i flux. Gravide kvinder bruger calcium fra deres knogler til at opbygge skelet af et udviklende foster. Inden kvindelige fugle begynder at lægge æg, danner de en calciumrig struktur kaldet medullær knogle på indersiden af deres ben og andre knogler; de trækker på det i ynglesæsonen for at fremstille æggeskaller. Schweitzer havde studeret fugle, så hun vidste om medullær knogle, og det var det, hun regnede med, at hun så i det T. rex-eksemplar.
De fleste paleontologer er nu enige om, at fugle er dinosaurernes nærmeste levende slægtninge. Faktisk siger de, at fugle er dinosaurer - farverige, utroligt forskellige, søde små fjerede dinosaurer. Teropoden af jura-skove lever videre i guldfinken ved at besøge baghavsfoderen, tropiske tukaner og strudserne, der hænger over den afrikanske savanne.
For at forstå hendes dinosaureben vendte Schweitzer sig mod to af de mest primitive levende fugle: struds og emus. I sommeren 2004 bad hun flere strudsopdrættere om kvindelige knogler. En landmand ringede, måneder senere. ”Har du stadig brug for den dame struds?” Den døde fugl havde været i landmandens traktorgrave i flere dage i North Carolina-varmen. Schweitzer og to kolleger samlet et ben fra det duftende krop og kørte det tilbage til Raleigh.
Så vidt enhver kan sige, havde Schweitzer ret: Bob dinosauren havde virkelig en butik med medulær knogle, da hun døde. Et papir, der blev offentliggjort i Science i juni sidste år, viser mikroskopbilleder af medullær knogle fra struds og emu side om side med dinosaureben, der viser næsten identiske træk.
I løbet af testning af et B. rex-knogelfragment yderligere bad Schweitzer sin laboratorietekniker, Jennifer Wittmeyer, om at lægge det i svag syre, som langsomt opløser knogler, inklusive fossil knogler - men ikke blødt væv. En fredag aften i januar 2004 var Wittmeyer som normalt i laboratoriet. Hun tog en fossil chip ud, der havde været i syren i tre dage, og lagde den under mikroskopet for at tage et billede. ”[Chippen] var så buet, jeg kunne ikke få den i fokus, ” husker Wittmeyer. Hun brugte pincet til at flade det ud. ”Min pincet sænkede lidt ind i det, lavede en lille indrykk, og det krøllede sig op igen. Jeg var som, stop det! ”Endelig, gennem hendes irritation, indså hun, hvad hun havde: et fragment af dinosaur blødt væv efterladt, da mineralbenet omkring det var opløst. Pludselig beskæftigede Schweitzer og Wittmeyer sig med noget, ingen andre nogensinde havde set. I et par uger, sagde Wittmeyer, var det som jul hver dag.
I laboratoriet tager Wittmeyer nu en tallerken med seks rum, der hver har en lille brun skive væv i klar væske og sætter den under mikroskoplinsen. Inde i hvert eksemplar er et fint netværk af næsten klare forgreningsfartøjer - vævet fra en kvindelig Tyrannosaurus rex, der strejfede gennem skoven for 68 millioner år siden og forberedte sig på at lægge æg. Tæt på, blodkarrene fra den T. rex og hendes strutsefætre ser bemærkelsesværdigt ens ud. Inde i dinosaurfartøjene er ting, som Schweitzer diplomatisk kalder "runde mikrostrukturer" i tidsskriftartiklen ud af en overflod af videnskabelig forsigtighed, men de er røde og runde, og hun og andre videnskabsmænd mistænker, at de er røde blodlegemer.
Det, som alle ønsker, er selvfølgelig, om DNA muligvis lurer i det væv. Wittmeyer, fra meget erfaring med pressen siden opdagelsen, kalder dette ”det forfærdelige spørgsmål” - mens Schweitzers arbejde baner vejen til en virkelig version af science fiction's Jurassic Park, hvor dinosaurer blev regenereret fra DNA bevaret i rav. Men DNA, der bærer det genetiske script til et dyr, er et meget skrøbeligt molekyle. Det er også latterligt svært at studere, fordi det så let er forurenet med moderne biologisk materiale, såsom mikrober eller hudceller, mens det er begravet eller efter at have været gravet op. I stedet har Schweitzer testet hendes dinosaurvævsprøver for proteiner, der er lidt hårdere og lettere adskilles fra forurenende stoffer. Helt specifikt har hun været på udkig efter kollagen, elastin og hæmoglobin. Kollagen udgør meget af knoglestilladserne, elastin vikles omkring blodkar, og hæmoglobin bærer ilt inde i røde blodlegemer.
Fordi den kemiske sammensætning af proteiner ændres gennem evolution, kan forskere studere proteinsekvenser for at lære mere om, hvordan dinosaurer udviklede sig. Og fordi proteiner udfører alt arbejde i kroppen, kunne det at studere dem en dag hjælpe forskere med at forstå dinosaurfysiologien - hvordan deres muskler og blodkar for eksempel virkede.
Proteiner er meget for små til at plukke ud med et mikroskop. For at kigge efter dem bruger Schweitzer antistoffer, immunsystemmolekyler, der genkender og binder til specifikke proteinsektioner. Schweitzer og Wittmeyer har brugt antistoffer mod kyllingekollagen, koelastin og strudshemoglobin for at søge efter lignende molekyler i dinosaurusvævet. På en paleontologikonference i oktober 2005 præsenterede Schweitzer foreløbige beviser for, at hun har påvist egentlige dinosaurproteiner i sine prøver.
Yderligere opdagelser i det forløbne år har vist, at opdagelsen af blødt væv i B. rex ikke kun var en fluke. Schweitzer og Wittmeyer har nu fundet sandsynlige blodkar, knoglebyggende celler og bindevæv i en anden T. rex, i en theropod fra Argentina og i et 300.000 år gammelt, uldent mammut fossil. Schweitzers arbejde er "at vise os, at vi virkelig ikke forstår forfald, " siger Holtz. "Der er en masse rigtig basale ting i naturen, som folk bare antager."
Ungejordskreationister ser også Schweitzers arbejde som revolutionerende, men på en helt anden måde. De greb først Schweitzers arbejde, efter at hun skrev en artikel til det populære videnskabsmagasin Earth i 1997 om mulige røde blodlegemer i hendes dinosaurprøver. Oprettelsesmagasinet hævdede, at Schweitzers forskning var ”magtfuldt vidnesbyrd mod hele ideen om dinosaurer, der levede for millioner af år siden. Det taler bind for Bibelens beretning om en nylig skabelse. ”
Dette gør Schweitzer skør. Geologer har konstateret, at Hell Creek-formationen, hvor B. rex blev fundet, er 68 millioner år gammel, og at benene er begravet deri. Hun er forfærdet over, at nogle kristne beskylder hende for at skjule den sande betydning af hendes data. ”De behandler dig virkelig dårligt, ” siger hun. ”De vrider dine ord, og de manipulerer dine data.” For hende repræsenterer videnskab og religion to forskellige måder at se på verden på; ved at påkalde Guds hånd for at forklare naturlige fænomener bryder de videnskabelige regler. Når alt kommer til alt, siger hun, hvad Gud beder om er tro, ikke bevis. ”Hvis du har alt dette bevis og bevis på, at Gud eksisterer, behøver du ikke tro. Jeg tror, han formede det på en sådan måde, at vi aldrig kunne bevise hans eksistens. Og det synes jeg er virkelig sejt. ”
Per definition er der meget, som videnskabsmænd ikke kender, fordi hele videnskabens pointe er at udforske det ukendte. Ved at være klar over, at forskere ikke har forklaret alt, giver Schweitzer plads til andre forklaringer. ”Jeg tror, at vi altid er kloge til at lade visse døre være åbne, ” siger hun.
Men schweitzers interesse i den langsigtede konservering af molekyler og celler har en anden verdensdimension: Hun samarbejder med NASA-forskere om at søge bevis for mulig fortidsliv på Mars, Saturns måne Titan og andre himmelske kroppe. (Videnskabsfolk meddelte for eksempel i foråret, at Saturns lille måne Enceladus ser ud til at have flydende vand, en sandsynlig forudsætning for livet.)
Astrobiologi er en af de skørste grene af biologi, der beskæftiger sig med liv, der måske eller måske ikke findes, og som måske eller måske ikke tager nogen genkendelig form. ”For næsten alle, der arbejder på NASA-ting, er de bare i hog himlen og arbejder med astrobiologiske spørgsmål, ” siger Schweitzer. Hendes NASA-forskning involverer anvendelse af antistoffer til at undersøge for tegn på liv på uventede steder. ”For mig er det middel til en ende. Jeg vil virkelig vide om mine dinosaurer. ”
Til dette formål tilbringer Schweitzer sammen med Wittmeyer timer foran mikroskoper i mørke rum. For en fjerde generation af Montanan er selv det relativt afslappede Raleigh-område en stor by. Hun minder omhyggeligt om spejder efter markpladser på hesteryg i Montana. ”Paleontologi ved mikroskop er ikke så sjovt, ” siger hun. ”Jeg vil meget hellere være ude at trampe rundt.”
”Mine øjebolde er bare helt stegt, ” siger Schweitzer efter timers blik gennem mikroskopets okularer på glødende kar og klatter. Du kan kalde det den pris, hun betaler for ikke at være typisk.
