Ryddig kledd i blå Capri-bukser og en ermeløs topp, langt hår som strømmer over de nakne skuldrene, sitter Mary Schweitzer ved et mikroskop i et svakt laboratorium, ansiktet hennes lyser bare av en glødende dataskjerm som viser et nettverk av tynne, forgrenede kar. Det stemmer, blodkar. Fra en dinosaur. "Ho-ho-ho, jeg er opphisset, " humrer hun. "Jeg er virkelig spent."
Relatert innhold
- Forskeren bak "Jurassic World", Jack Horner, bryter ned filmens spennende trailer
- Tyrannosaurus Rexs farlige og dødelige bitt
- Dinosaurs 'Living Descendants
Etter 68 millioner år i bakken ble en Tyrannosaurus rex funnet i Montana gravd opp, benbeinet ble brutt i biter, og fragmenter ble oppløst i syre i Schweitzers laboratorium ved North Carolina State University i Raleigh. “Kule bønner, ” sier hun og ser på bildet på skjermen.
Det var store nyheter i fjor da Schweitzer kunngjorde at hun hadde oppdaget blodkar og strukturer som så ut som hele celler inne i T. rex-beinet - den første observasjonen i sitt slag. Funnet overrasket kolleger, som aldri hadde forestilt seg at til og med et spor av fortsatt mykt dinosaurvev kunne overleve. Når alt kommer til alt, som enhver lærebok vil fortelle deg, når et dyr dør, forsvinner mykt vev som blodkar, muskler og hud og forsvinner over tid, mens hardt vev som bein gradvis kan skaffe mineraler fra miljøet og bli fossiler. Schweitzer, en av de første forskerne som brukte verktøyene i moderne cellebiologi for å studere dinosaurer, har opprettholdt den konvensjonelle visdommen ved å vise at noen steinharde fossiler som er titalls millioner år gamle, kan ha rester av bløtvev gjemt i sitt indre. Årsaken til at det ikke har blitt oppdaget før, er at ingen høyretenkende paleontolog ville gjøre det Mary gjorde med eksemplene sine. Vi prøver ikke å prøve å grave disse tingene ut av bakken for å ødelegge det i syre, sier dinosaurpaleontolog Thomas Holtz Jr., fra University of Maryland. “Det er stor vitenskap.” Observasjonene kunne kaste nytt lys over hvordan dinosaurer utviklet seg og hvordan musklene og blodkarene deres fungerte. Og de nye funnene kan bidra til å avgjøre en langvarig debatt om hvorvidt dinosaurene var varmblodige, kaldblodige - eller begge deler.
I mellomtiden har Schweitzers forskning blitt kapret av "unge jord" -kreasjonister, som insisterer på at dinosaur bløtvev umulig kunne overleve millioner av år. De hevder at oppdagelsene hennes støtter deres tro, basert på deres tolkning av 1. Mosebok, om at jorden bare er noen tusen år gammel. Det er selvfølgelig ikke uvanlig at en paleontolog avviker med kreasjonister. Men når kreasjonister mispresenterer Schweitzers data, tar hun dem personlig: hun beskriver seg selv som "en fullstendig og total kristen." På en hylle på kontoret sitt ligger en plakett med et vers fra Det gamle testamente: "For jeg vet planene jeg har for deg, "Erklærer Herren, " planer om å blomstre deg og ikke skade deg, planer om å gi deg håp og en fremtid. "
Det kan hende at Schweitzers uortodokse tilnærming til paleontologi kan spores til hennes rundkjørende karrierevei. Hun vokste opp i Helena, Montana, og gikk gjennom en fase da hun, som mange barn, lot seg fascinere av dinosaurer. Faktisk, i en alder av 5, kunngjorde hun at hun skulle bli paleontolog. Men først fikk hun en høyskoleutdanning i kommunikative lidelser, giftet seg, fikk tre barn og underviste kort medisinsk biologi til videregående skoler. I 1989, et dusin år etter at hun ble uteksaminert fra college, satt hun i en klasse ved Montana State University undervist av paleontolog Jack Horner, fra Museum of the Rockies, nå tilknyttet Smithsonian Institution. Forelesningene gjorde her igjen hennes lidenskap for dinosaurer. Like etter snakket hun seg inn i en frivillig stilling i Horners laboratorium og begynte å forfølge en doktorgrad i paleontologi.
Hun trodde innledningsvis at hun ville studere hvordan den mikroskopiske strukturen til dinosaurebeinene skiller seg ut avhengig av hvor mye dyret veier. Men så kom hendelsen med de røde flekkene.
I 1991 prøvde Schweitzer å studere tynne skiver med bein fra en 65 millioner år gammel T. rex. Hun hadde vanskelig for å få skivene til å feste seg til en glassglide, så hun søkte hjelp hos en molekylærbiolog ved universitetet. Biologen, Gayle Callis, tok tilfeldigvis lysbildene til en veterinærkonferanse, hvor hun satte opp de gamle prøvene for andre å se på. En av veterinærene gikk opp til Callis og sa: "Vet du at du har røde blodlegemer i det benet?" Det var nok, under et mikroskop, så det ut til at beinet var fylt med røde skiver. Senere husker Schweitzer, “Jeg så på dette og jeg så på dette og jeg tenkte, dette kan ikke være. Røde blodlegemer bevarer ikke. ”
Schweitzer viste lysbildet til Horner. "Da hun først fant de røde blodcelleutseende strukturer, sa jeg, Jepp, det er slik de ser ut, " husker mentoren hennes. Han trodde det var mulig de var røde blodlegemer, men han ga henne råd: "Se nå om du kan finne noen bevis som viser at det ikke er det de er."
Det hun fant i stedet, var bevis på heme i beinene - ekstra støtte for ideen om at de var røde blodlegemer. Heme er en del av hemoglobin, proteinet som fører oksygen i blodet og gir røde blodlegemer deres farge. "Det gjorde meg virkelig nysgjerrig på eksepsjonell bevaring, " sier hun. Hvis partikler fra den ene dinosauren var i stand til å henge rundt i 65 millioner år, var kanskje lærebøkene gale angående fossilisering.
Schweitzer har en tendens til å være selvbeherskende, og hevder å være håpløs ved datamaskiner, labarbeid og snakke med fremmede. Men kolleger beundrer henne, og sier at hun er målbevisst og hardtarbeidende og har mestret en rekke komplekse laboratorieteknikker som er utenfor kompetansen til de fleste paleontologer. Og å stille uvanlige spørsmål tok mye nerve. "Hvis du peker henne i en retning og sier, ikke gå sånn, hun er den typen person som vil si: Hvorfor? - og hun går og tester det selv, " sier Gregory Erickson, en paleobiolog ved Florida State University . Schweitzer tar risiko, sier Karen Chin, en paleontolog fra University of Colorado. "Det kan være en stor gevinst eller det kan være et slags forskningsprosjekt."
I 2000 spiste Bob Harmon, en sjef for feltpersonalet fra Museum of the Rockies, lunsjen sin i en avsidesliggende Montana-canyon da han så opp og så et bein stikke ut av en steinmur. Det beinet viste seg å være en del av det som kan være den best bevarte T. rex i verden. I løpet av de neste tre somrene fliset arbeiderne bort i dinosauren og fjernet den gradvis fra klippeflaten. De kalte det B. rex til Harmons ære og kallenavnet det Bob. I 2001 omsluttet de en del av dinosauren og det omkringliggende skittet i gips for å beskytte den. Pakken veide mer enn 2.000 pund, noe som viste seg å være rett over helikopterets kapasitet, så de delte det i to. En av B. rexs benbein ble brutt i to store stykker og flere fragmenter - akkurat det Schweitzer trengte for sine mikroskalautforskninger.
Det viste seg at Bob hadde fått feil navn. "Det er en jente og hun er gravid, " husker Schweitzer og sa til laboratoriet når hun så på fragmentene. På den hule innsiden av overflaten av lårbenet, hadde Schweitzer funnet utklipp av bein som ga en overraskende mengde informasjon om dinosauren som gjorde dem. Bein kan virke like stødig som stein, men de er faktisk stadig i fleng. Gravide bruker kalsium fra benene sine for å bygge skjelettet til et utviklende foster. Før hunnfugler begynner å legge egg, danner de en kalsiumrik struktur som kalles medullær bein på innsiden av benet og andre bein; de trekker på det i hekkesesongen for å lage eggeskall. Schweitzer hadde studert fugler, så hun visste om medullary bein, og det var det hun regnet med at hun så i det T. rex eksemplaret.
De fleste paleontologer er nå enige om at fugler er dinosaurenes nærmeste levende slektninger. Faktisk sier de at fugler er dinosaurer - fargerike, utrolig forskjellige, søte små fjærede dinosaurer. Teropoden til jura-skogene lever videre i gullfinken og besøker bakgårdsmateren, tukanene i tropene og strutsene som loper over den afrikanske savannen.
For å forstå dinosaurebeinet hennes, vendte Schweitzer seg til to av de mest primitive levende fuglene: strutser og emus. Sommeren 2004 ba hun flere strutseoppdrettere om kvinnelige bein. En bonde ringte, måneder senere. "Trenger du fortsatt den dame struts?" Den døde fuglen hadde vært i bondeens traktorgravere i flere dager i North Carolina-varmen. Schweitzer og to kolleger samlet et bein fra det velduftende kadaveret og kjørte det tilbake til Raleigh.
Så langt noen kan si, hadde Schweitzer rett: Bob dinosauren hadde virkelig en butikk med medullærben da hun døde. Et papir publisert i Science i juni i fjor presenterer mikroskopbilder av medullærben fra struts og emu side om side med dinosaurbein, som viser nesten identiske trekk.
I løpet av testingen av et B. rex beinfragment, ba Schweitzer laboratoriet hennes, Jennifer Wittmeyer, om å legge den i svak syre, som langsomt løser opp bein, inkludert fossilben - men ikke bløtvev. En fredag kveld i januar 2004 var Wittmeyer som vanlig i laboratoriet. Hun tok frem en fossilbrikke som hadde ligget i syren i tre dager og la den under mikroskopet for å ta et bilde. “[Chippen] var buet så mye, jeg kunne ikke få den i fokus, ” husker Wittmeyer. Hun brukte tang for å flate den ut. “Pincetten min sank ned i den, gjorde et lite innrykk og det krøllet seg opp igjen. Jeg var som, stopp det! ”Til slutt, gjennom hennes irritasjon, skjønte hun hva hun hadde: et fragment av dinosaur bløtvev etterlatt da mineralbenet rundt det hadde løst seg. Plutselig hadde Schweitzer og Wittmeyer å gjøre med noe ingen andre noen gang hadde sett. I et par uker, sa Wittmeyer, var det som jul hver dag.
På laboratoriet tar Wittmeyer nå ut en tallerken med seks rom, som hver har en liten brun vev i klar væske, og legger den under mikroskoplinsen. Inne i hvert eksemplar er et fint nettverk av nesten klare forgreningsfartøyer - vevet til en kvinnelig Tyrannosaurus rex som strøk gjennom skogene for 68 millioner år siden, og forberedte seg på å legge egg. På nært hold ser blodkarene fra den T. rex og strutsefetterne hennes bemerkelsesverdig like ut. Inne i dinosaurfartøyene er ting som Schweitzer diplomatisk kaller "runde mikrostrukturer" i tidsskriftartikkelen, av en mengde vitenskapelig forsiktighet, men de er røde og runde, og hun og andre forskere mistenker at de er røde blodlegemer.
Det alle selvfølgelig vil vite, er om DNA kanskje lurer i det vevet. Wittmeyer, fra mye erfaring med pressen siden oppdagelsen, kaller dette ”det forferdelige spørsmålet” - mens Schweitzers arbeid baner veien til en ekte versjon av science fictions Jurassic Park, hvor dinosaurer ble gjenfunnet fra DNA bevart i rav. Men DNA, som bærer det genetiske skriptet for et dyr, er et veldig skjørt molekyl. Det er også latterlig vanskelig å studere fordi det er så lett forurenset med moderne biologisk materiale, for eksempel mikrober eller hudceller, mens det blir gravlagt eller etter å ha blitt gravd opp. I stedet har Schweitzer testet sine dinosaurvevsprøver for proteiner, som er litt hardere og lettere skilt fra forurensninger. Spesielt har hun lett etter kollagen, elastin og hemoglobin. Kollagen utgjør mye av bein stillasene, elastin vikles rundt blodkar og hemoglobin fører oksygen inne i røde blodlegemer.
Fordi den kjemiske sammensetningen av proteiner endres gjennom evolusjon, kan forskere studere proteinsekvenser for å lære mer om hvordan dinosaurer utviklet seg. Og fordi proteiner gjør alt arbeidet i kroppen, kan studere dem en dag hjelpe forskere til å forstå dinosaurfysiologien - hvordan musklene og blodkarene deres fungerte, for eksempel.
Proteiner er mye for små til å plukke ut med et mikroskop. For å lete etter dem bruker Schweitzer antistoffer, immunsystemmolekyler som gjenkjenner og binder seg til spesifikke deler av proteiner. Schweitzer og Wittmeyer har brukt antistoffer mot kyllingkollagen, kumelastin og struts hemoglobin for å søke etter lignende molekyler i dinosaurvevet. På en paleontologikonferanse i oktober 2005 presenterte Schweitzer foreløpige bevis for at hun har påvist virkelige dinosaurproteiner i eksemplene sine.
Ytterligere funn det siste året har vist at oppdagelsen av bløtvev i B. rex ikke bare var en fluke. Schweitzer og Wittmeyer har nå funnet sannsynlige blodkar, beinbyggende celler og bindevev i en annen T. rex, i en theropod fra Argentina og i et 300.000 år gammelt ullformet fossilt fossilt. Schweitzers arbeid er "å vise oss at vi virkelig ikke forstår forfall, " sier Holtz. "Det er mange veldig grunnleggende ting i naturen som folk bare legger til grunn."
Unge-jord-kreasjonister ser også Schweitzers arbeid som revolusjonerende, men på en helt annen måte. De grep først Schweitzers arbeid etter at hun skrev en artikkel for det populærvitenskapelige magasinet Earth i 1997 om mulige røde blodlegemer i dinosaurprøvene. Creation magazine hevdet at Schweitzers forskning var ”kraftig vitnesbyrd mot hele ideen om dinosaurer som levde for millioner av år siden. Det taler bind for Bibelens beretning om en nyere skapelse. ”
Dette gjør Schweitzer gal. Geologer har slått fast at Hell Creek-formasjonen, der B. rex ble funnet, er 68 millioner år gammel, og det er også benene som er begravet i den. Hun er forferdet over at noen kristne beskylder henne for å skjule den sanne betydningen av dataene hennes. "De behandler deg virkelig dårlig, " sier hun. "De vrir på ordene dine, og de manipulerer dataene dine." For henne representerer vitenskap og religion to forskjellige måter å se på verden på; å påkalle Guds hånd for å forklare naturfenomener bryter vitenskapens regler. Tross alt, sier hun, det Gud spør er tro, ikke bevis. “Hvis du har alt dette og bevis på at Gud eksisterer, trenger du ikke tro. Jeg tror han liksom designet det slik at vi aldri kunne bevise hans eksistens. Og det synes jeg er veldig kult. ”
Per definisjon er det mye som forskere ikke vet, fordi hele vitenskapens poeng er å utforske det ukjente. Ved å være tydelig på at forskere ikke har forklart alt, gir Schweitzer rom for andre forklaringer. "Jeg tror at vi alltid er lurt å la visse dører stå åpne, " sier hun.
Men schweitzers interesse for langsiktig bevaring av molekyler og celler har en annen verdensdimensjon: Hun samarbeider med forskere fra NASA om å søke bevis for mulig tidligere liv på Mars, Saturns måne Titan og andre himmelske kropper. (Forskere kunngjorde for eksempel i vår at Saturns lille måne Enceladus ser ut til å ha flytende vann, en sannsynlig forutsetning for livet.)
Astrobiologi er en av de sprøere grenene av biologi, som omhandler liv som kanskje ikke eksisterer og kanskje ikke kan anerkjennes. "For nesten alle som jobber med ting fra NASA, er de bare i hog himmelen og jobber med spørsmål om astrobiologi, " sier Schweitzer. NASA-forskningen hennes innebærer å bruke antistoffer for å søke etter livstegn på uventede steder. “For meg er det midlene til slutt. Jeg vil virkelig vite om dinosaurene mine. ”
Til det formål tilbringer Schweitzer sammen med Wittmeyer timer foran mikroskop i mørke rom. For en fjerde generasjon Montanan er til og med det relativt avslappede Raleigh-området en storby. Hun mimrer vemodig om speiding etter feltplasser på hesteryggen i Montana. "Paleontologi med mikroskop er ikke så gøy, " sier hun. "Jeg vil mye heller være ute og rusle rundt."
"Øyebollene mine er bare helt stekt, " sier Schweitzer etter flere timer med å stirre gjennom mikroskopets okular på glødende kar og klatter. Du kan kalle det prisen hun betaler for ikke å være typisk.
