Certains paléontologues pensent avoir trouvé de l’ADN fossilisé de dinosaure. D’autres ne sont pas si sûrs

Certains paléontologues pensent avoir trouvé de l’ADN fossilisé de dinosaure. D’autres ne sont pas si sûrs
Certains paléontologues pensent avoir trouvé de l’ADN fossilisé de dinosaure. D’autres ne sont pas si sûrs
Le squelette fossilisé d’un dinosaure à l’extérieur d’un centre de recherche brésilien.
photo: CARL DE SOUZA / AFP (Getty Images)

Des chercheurs sur les dinosaures travaillant sur des restes extrêmement bien conservés du Jehol Biota dans le nord-est de la Chine ont récemment signalé qu’ils avaient détecté des biomolécules fossilisées dans une plume à plumes. dinosaure du Crétacé inférieur.

Le matériel microscopique intrigant a été trouvé dans le fémur d’un Caudiptéryx, un dinosaure à plumes ressemblant à une dinde qui vivait il y a environ 125 à 113 millions d’années. L’équipe a passé le cartilage du fémur au microscope et l’a coloré avec des produits chimiques appelés hématoxyline et éosine, qui sont utilisés pour mettre en évidence les noyaux cellulaires et le cytoplasme dans les cellules modernes.

Ils ont également coloré le cartilage d’un poulet et ont découvert que le cartilage de dinosaure et de poulet s’éclairait de la même manière. Les chercheurs disent que les noyaux et la chromatine, le matériau dont sont faits nos chromosomes, étaient visibles. Les recherches de l’équipe ont été publié la semaine dernière dans la revue Nature Communications Biology.

“Les données géologiques se sont accumulées au fil des ans et ont montré que la préservation des fossiles dans le Jehol Biota était exceptionnelle en raison des fines cendres volcaniques qui ont enseveli les carcasses et les ont préservées jusqu’au niveau cellulaire”, a déclaré le co-auteur de l’étude Li Zhiheng, paléontologue des vertébrés à l’Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés de l’Académie chinoise des sciences, dans une académie communiqué de presse.

Les membres de cette équipe de recherche ont également décrit trouver du matériel génétique dans un autre spécimen l’année dernière; comme Gizmodo a signalé à l’époque, certains scientifiques étaient également sceptiques quant à leurs affirmations selon lesquelles des traces de matériel génétique étaient conservées dans le crâne fossilisé d’Hypacrosaurus. Le fossile de Caudipteryx dans le nouveau travail est d’environ 50 millions d’années plus vieux que l’Hypacrosaurus.

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“Ils ont été identifiés à l’aide de méthodes complètement différentes de celles de l’Hypacrosaurus”, a écrit Alida Bailleul, auteur principal du nouvel article, dans un e-mail à Gizmodo. “Mais ce qui était frappant, c’était la coloration à l’hématoxyline du noyau cellulaire de Caudipteryx – elle était comparable à la coloration observée dans un noyau cellulaire de poulet”, a déclaré Bailleul, paléobiologiste à l’Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés à Pékin.

Si ce fossile révélait les mêmes structures que celles mises en évidence dans le poulet moderne, ce serait une démonstration remarquable de la capacité de conservation du matériel biologique et de la miséricorde avec laquelle le cartilage a été traité par les processus souvent destructeurs de la Terre. Mais tout le monde n’est pas aussi convaincu de ce qui apparaissait exactement dans les taches.

“Je ne vois pas vraiment à quel point cela a changé ici”, a déclaré Evan Saitta, chercheur au Centre de recherche intégrative du Field Museum of Natural History de Chicago. « Le changement de temps qui nous intéresse ici n’est pas entre l’hypacrosaure et ce nouveau spécimen ; la différence est la quantité de temps entre la préservation de l’ADN bien prise en charge et l’un de ces fossiles.

L’ADN séquencé le plus ancien a été décrit dans un article en février et est sorti des dents d’un mammouth laineux d’environ 1 million d’années. Tous les dinosaures (hormis les oiseaux) se sont éteints il y a environ 65 millions d’années. Cela rend les matériaux des dinosaures «absurdement plus vieux» que les résultats «spectaculaires» des restes de mammouth laineux, a déclaré Saitta.

Alors, qu’est-ce qui réagissait exactement aux colorants et aux taches que la récente équipe a appliqués au cartilage de dinosaure ? Selon Saitta, il pourrait s’agir de microbes qui s’installent dans les restes de dinosaures ou d’un remplissage minéral de l’espace libéré par du matériel génétique détérioré. Ce dernier est l’avis de Nic Rawlence, le directeur du laboratoire de paléogénétique de l’Université d’Otago en Nouvelle-Zélande.

“La limite actuelle de l’ADN ancien est il y a 1,2 million d’années, et nous ne nous attendons pas à pouvoir remonter beaucoup plus loin dans le temps, certainement pas à l’âge des dinosaures”, a déclaré Rawlence dans un e-mail à Gizmodo. « Bien que ces cellules fossilisées et l’ADN de ce nouveau dinosaure puissent ressembler à ceux d’un poulet moderne, il s’agit d’une copie de pierre, où les cellules et l’ADN ont été remplacés par des minéraux, de la même manière qu’un os de dinosaure est une version minéralisée de l’os moderne. OS.”

Lorsque les os se fossilisent, ils le font des caractéristiques macroscopiques évidentes aux plus petits éléments de leur structure. Cela permet aux paléontologues de faire des choses comme se renseigner sur le taux de croissance de T. rex, par exemple, lorsque des trous apparaissent dans l’os où se trouvaient les vaisseaux sanguins. Mais le matériel génétique se détériore rapidement…une équipe estimée que l’ADN cesserait d’être lisible après 1,5 million d’années, ce qui ferait que la dent de mammouth se trouverait trépidante près de la limite supérieure du matériau. Et les restes de mammouth n’étaient que si bien conservés grâce à leur enrobage dans le pergélisol.

« D’un point de vue chimique, vous traitez ici une configuration complètement différente de composés, par rapport à lorsque vous examinez le pergélisol qui est à peu près comparable à la dinde congelée dans votre congélateur, dans une certaine mesure », a déclaré Jasmina Wiemann, paléobiologiste moléculaire à Yale. Université, dans un appel vidéo.

Cela rend la situation de ce mammouth vieux d’un million d’années fondamentalement différente de celle du Caudipteryx vieux de 125 millions d’années. Bien que les dents de mammouth aient subi une diagenèse – le processus par lequel les composés organiques sont progressivement remplacés par des choses inorganiques comme les minéraux – elles ont été refroidies par le climat sibérien, préservant les biomolécules jusqu’à nos jours. (C’est aussi la raison pour laquelle vous lisez parfois que les chercheurs de l’ère glaciaire peuvent manger ce qu’ils ont étudié, comme steppe bison.)

Un squelette de mammouth laineux. L’ADN séquencé le plus ancien provient des dents d’un mammouth vieux de 1,2 million d’années.
photo: PHILIP FONG/AFP (Getty Images)

“En ce qui concerne les molécules d’ADN réelles, je pense qu’il est pratiquement impossible que de telles molécules restent dans le matériel de dinosaure”, a écrit Love Dalén, paléogénéticien au Center for Palaeogenetics qui faisait partie de l’équipe de la dent de mammouth, dans un e-mail à Gizmodo. “Nous savons à la fois par des études empiriques massives et des modèles théoriques que même dans des conditions complètement gelées, les molécules d’ADN ne survivront pas plus de 3 millions d’années environ.”

“Ce n’est pas parce que différents colorants ou taches réagissent avec des parties d’un reste fossilisé que des molécules d’ADN réelles restent dans le fossile”, a ajouté Dalén.

De plus, ce n’est pas parce qu’un os se fossilise que tous les composants de la créature autrefois vivante sont échangés, du tac au tac, contre un composé minéral ou métallique spécifique. Chaque dinosaure mort dans chaque gisement du monde signifie qu’un ensemble unique de conditions est réuni, de sorte qu’il n’y a pas deux fossiles vraiment identiques chimiquement. Cela signifie qu’un os d’Hypacrosaure du Montana aura subi un type de fossilisation différent de celui d’un Caudipteryx en Chine, rendant le travail des biologistes moléculaires, des géochimistes et des paléontologues encore plus compliqué.

“Cela passe, comme, un broyeur, mais ce qui en sort finit par être très similaire”, a déclaré Wiemann. « Il nous manque une compréhension fondamentale du fonctionnement de la fossilisation. Je pense que c’est tout le défi ici.

L’ADN de mammouth a pu être séquencé car il était plus congelé que fossilisé. C’est-à-dire que l’ADN n’a pas eu la possibilité d’interagir avec l’environnement moléculaire qui l’entoure, et en particulier avec l’eau, ce qui provoque la décomposition de l’ADN, comme l’un des co-auteurs de l’article gigantesque. dit Gizmodo.

Ainsi, outre la question de savoir ce qui a été exactement préservé dans le Caudipteryx, il est important de reconnaître que l’ADN de dinosaure ne peut pas être séquencé, du moins pas encore. Les molécules ont simplement subi tellement de changements qu’elles ne ressemblent pas aux animaux dont elles faisaient partie. Mais des biomolécules anciennes peuvent persister : des protéines de dinosaures ont apparemment été trouvées sur un os vieux de 200 millions d’années, mais comme l’a souligné une équipe de recherche comprenant Saitta dans un papier, les os de dinosaures en décomposition sont un foyer heureux pour les microbes, qui peuvent devenir du matériel génétique de dinosaure.

Une partie du problème avec le récent article, ont déclaré plusieurs scientifiques, était la méthode de coloration utilisée pour comparer les noyaux de Caudipteryx et de poulet. L’hématoxyline et l’éosine peuvent se lier à toutes sortes de choses, pas seulement au matériel génétique, ont déclaré les chercheurs, ce qui rend les résultats assez généraux. “Je pense qu’il est difficile d’appliquer un protocole de coloration qui n’est pas du tout très spécifique à quelque chose comme des matériaux fossiles que nous ne comprenons même pas ce qu’ils représentent réellement”, a déclaré Wiemann.

Une étape utile pour résoudre une telle ambiguïté serait de croiser les résultats de la coloration avec des méthodes indépendantes supplémentaires d’examen du cartilage. Une telle “triangulation” aiderait à résoudre le problème des tissus, a déclaré Saitta. Wiemann a suggéré d’utiliser la spectroscopie de masse pour examiner l’ensemble de l’os et de voir si le matériau coloré pouvait être mappé sur des bases nucléiques ou sur le squelette sucre-phosphate de l’ADN. C’est une “voie de recherche incroyablement excitante”, a ajouté Wiemann, affirmant que ces méthodes supplémentaires aideraient à déterminer exactement ce qui est préservé dans le fossile.

« Je suis fermement convaincu que si vous vous lancez dans la bio moléculaire en temps profond, vous DEVEZ incorporer autant de méthodes que possible, ET vous devez considérer et exclure, avec des données, toute alternative, telle que l’invasion par des microbes, anciens ou moderne », a déclaré à Gizmodo dans un e-mail Mary Schweitzer, paléontologue moléculaire à la North Carolina State University et au Museum of the Rockies du Montana. Schweitzer a co-écrit l’article sur l’hypacrosaure aux côtés de Bailleul, qui travaillait dans le laboratoire de Schweitzer. “Pour moi, le but ultime est d’obtenir des informations sur les séquences, donc tout ce que nous pouvons apprendre sur les altérations diagénétiques de ces molécules récupérées devient critique.”

Deux fossiles, distants de 50 millions d’années, révèlent un dilemme biomoléculaire en l’espace de deux ans. Si cette chronologie doit se poursuivre, davantage de données pourraient bientôt arriver, apportant, espérons-le, plus de clarté à ce nouveau domaine passionnant de la paléontologie.

Correction : Une version précédente de cet article qualifiait à tort le récent fossile de « bec de canard » (en fait, c’était la découverte précédente, l’hypacrosaure, qui avait un bec de canard). Merci au commentateur artiofab d’avoir signalé l’erreur.

Plus : Comment savons-nous que les oiseaux sont des dinosaures ?

 
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