Yeni Araştırmalar Fosilleşmiş Kemiklerin Antik Biyolojinin Kimyasal İzlerini Ortaya Çıkarabileceğini Gösteriyor

Yeni araştırmalar şunu gösteriyor fosilleşmiş kemiklerkoruyan fiziksel kayıtlar eski yaşam, da tutabilir kimyasal Bu yaşam formlarının metabolizmasının izleri.

Keşif, detaylı olarak yeni çalışma içinde Doğa bilim adamlarının öncülüğünde New York Üniversitesi, ne olduğunu öğrenmenin kapısını açar antik hayvanlar yedi, hastalıklar taşıdılar ve ortamlar onlar yaşadı milyonlarca yıl önce.

Son çalışma şunu bildiriyor: fosil kemikler 3 milyon yıl kadar eski olmasına rağmen hâlâ binlerce korunmuş metabolik moleküller. Bunların analizi sonucunda kimyasallararaştırmacılar bir araya getirildi antik diyetler, belirtileri bulundu hastalıkve ortaya çıkarıldı kanıt Afrika'nın bir zamanlar ilk insanların yaşadığı bölgelerindeki daha sıcak ve nemli ortamlar.

Fosiller Neden Günlük Biyolojiyi Nadiren Ortaya Çıkarır?

Sindirim ve diğer metabolik süreçler sırasında oluşan küçük moleküllerin incelenmesi olan metabolizma, kimyayı sağlık, beslenme ve çevre ile ilişkilendirerek modern tıbbi araştırmaları değiştirdi. Ancak bilim insanları, kemiğin zaman içinde yararlı kimyasal sinyalleri muhafaza edemeyecek kadar fazla değiştiğini düşündükleri için fosiller üzerindeki metabolomikleri nadiren kullandılar.

Moleküler patobiyoloji profesörü Timothy Bromage, "Kemiğin metabolik hızı da dahil olmak üzere metabolizmaya her zaman ilgi duymuşumdur ve erken yaşamı incelemek için metabolomiklerin fosillere uygulanmasının mümkün olup olmadığını bilmek istedim" dedi. NYU Diş Hekimliği Fakültesi ve çalışmanın baş yazarı. "Fosilleşmiş kemik de dahil olmak üzere kemiğin metabolitlerle dolu olduğu ortaya çıktı."

Kemik Kimyayı Milyonlarca Yıl Boyunca Nasıl Tutabilir?

Fikir, kemiklere yapısını veren protein olan kolajenin dinozor fosilleri de dahil olmak üzere eski fosillerde hayatta kalabileceğine dair daha önceki keşiflerden geldi. Bromage, kolajenin dayanabilmesi durumunda diğer biyomoleküllerin de hayatta kalabileceğini düşündü.

Kemik katı bir blok değildir. Gözenekli yapısı, bir zamanlar oksijen ve besin taşıyan kan damarlarının oluşturduğu küçük kanallara sahiptir. Bromage, kan dolaşımında dolaşan metabolitlerin, kemik büyüdükçe bu küçük alanlarda sıkışıp kalabileceğini ve çevredeki minerallerin onları parçalanmaktan koruyabileceğini öne sürdü.

Bromage, "Eğer kollajen fosil bir kemikte korunuyorsa, o zaman belki başka biyomoleküller de kemik mikro ortamında korunuyor olabilir diye düşündüm" dedi.

Bu fikri test etmek için araştırmacılar, molekülleri iyonize ederek onları tanımlayan bir yöntem olan kütle spektrometrisini kullandılar. Modern fare kemiklerini test ettiklerinde yaklaşık 2.200 farklı metabolit buldular; bu da kemiğin metabolizmanın ayrıntılı bir kimyasal kaydını tutabildiğini gösteriyor.

Erken İnsan Manzaralarından Fosillerin Test Edilmesi

Ekip daha sonra aynı tekniği 1,3 ila 3 milyon yıl öncesine ait fosilleşmiş hayvan kemikleri üzerinde kullandı. Örnekler, erken insan evrimiyle bağlantısıyla bilinen Tanzanya, Malavi ve Güney Afrika'daki bölgelerden geldi.

Fosiller, fareler, yer sincapları ve gerbiller gibi kemirgenlerin yanı sıra antilop, domuz ve fil gibi daha büyük memeliler de dahil olmak üzere bu bölgelerde hâlâ yaşayan modern akrabaları olan hayvanlara aitti. Fosil örneklerinden binlerce metabolit ortaya çıktı ve bunların çoğu canlı türlerinde bulunanlarla yakından eşleşti.

Bu kimyasal imzalar, amino asitlerin, karbonhidratların, vitaminlerin ve minerallerin metabolizması gibi günlük biyolojik süreçleri yansıtır. Bazı belirteçler östrojenle ilişkili genlerle bağlantılıydı ve bu da araştırmacıların bazı fosilleşmiş hayvanların biyolojik cinsiyetini belirlemesine olanak tanıyordu.

Hastalık, Diyet ve Bugün Hala Hayatta Olan Bir Parazit

En önemli bulgulardan biri, Olduvai Geçidi'nde bulunan ve yaklaşık 1,8 milyon yıl öncesine tarihlenen yer sincabı kemiğinden geldi. Araştırmacılar benzersiz bir metabolit tespit etti Trypanosoma bruceiinsanlarda Afrika uyku hastalığından sorumlu olan ve çeçe sinekleri tarafından yayılan parazit.

Bromage, "Sincap kemiğinde keşfettiklerimiz, o parazitin biyolojisine özgü, metaboliti ev sahibinin kan dolaşımına salan bir metabolittir" dedi. "Ayrıca sincabın muhtemelen parazitten dolayı metabolomik antiinflamatuar tepkisini de gördük."

Ekip ayrıca eski hayvanların ne yediğini gösteren bitki bazlı metabolitler de buldu. Bitki metabolit veritabanları sınırlı kalsa da araştırmacılar aloe ve kuşkonmaz gibi bitkilerle ilişkili bileşikler belirlediler.

Bromage, "Bunun anlamı, sincabın aloe'yi kemirmesi ve bu metabolitleri kendi kan dolaşımına alması anlamına geliyor" dedi. "Aloe'nin çevresel koşulları çok spesifik olduğundan artık sıcaklık, yağış, toprak koşulları ve ağaç örtüsü hakkında daha fazla bilgi sahibiyiz."

Antik Ekosistemlerin Yeniden İnşası

İncelenen her bölgede metabolik kanıtlar, bugün aynı bölgelerdekilerden daha sıcak ve daha ıslak ortamlara işaret etti. Bu bulgular, yeni yöntemi destekleyen daha önceki jeolojik ve ekolojik çalışmalarla eşleşiyor.

Bromage, "Fosilleri incelemek için metabolik analizleri kullanmak, tarih öncesi dünyanın çevresini, sanki bugün doğal bir ortamda saha ekolojistleriymişiz gibi, yeni bir ayrıntı düzeyiyle yeniden yapılandırmamıza olanak sağlayabilir" dedi.

Austin Burgess, satış, pazarlama ve veri analitiği konularında geçmişi olan bir yazar ve araştırmacıdır. İşletme Yüksek Lisansı, İşletme alanında Lisans Diploması ve Veri Analitiği sertifikasına sahiptir. Çalışmaları analitik eğitimi yeni ortaya çıkan bilim, havacılık ve astronomik araştırmalara odaklanarak birleştiriyor.