“آژنگ نیوز”:استخوانهای فسیلشده اسراری از دنیای گمشده را آشکار میکنند سرنخهای شیمیایی کوچکی که در داخل استخوانهای باستانی به دام افتادهاند، نشان میدهند که حیوانات چه میخوردند، چه بیماریهایی را حمل میکردند و در چه محیطی زندگی میکردند.
محققان هزاران مولکول متابولیک حفظشده را در داخل استخوانهای فسیلشده میلیونها سال پیش کشف کردهاند که دریچه جدیدی به زندگی ماقبل تاریخ میگشاید. این یافتهها رژیم غذایی، بیماریها و حتی آب و هوای اطراف حیوانات، از جمله شواهدی از محیطهای گرمتر و مرطوبتر را آشکار میکند. یکی از فسیلها حتی نشانههایی از انگلی را نشان داد که هنوز هم شناخته شده است. این رویکرد میتواند نحوه بازسازی اکوسیستمهای باستانی توسط دانشمندان را متحول کند.
برای اولین بار، محققان با موفقیت مولکولهای مرتبط با متابولیسم را که در استخوانهای فسیلشده حیواناتی که بین ۱.۳ تا ۳ میلیون سال پیش زندگی میکردند، حفظ شدهاند، بررسی کردهاند. این آثار شیمیایی، بینش نادری را در مورد خود حیوانات و محیطهایی که زمانی در آن ساکن بودند، ارائه میدهد.
یک تکه عاج فسیل شده
دانشمندان با تجزیه و تحلیل سیگنالهای متابولیکی مرتبط با سلامت و رژیم غذایی، توانستند جزئیاتی در مورد آب و هوا و مناظر باستانی، از جمله دما، شرایط خاک، بارندگی و پوشش گیاهی را بازسازی کنند. نتایج منتشر شده در مجله نیچر، به محیطهایی اشاره دارد که به طور قابل توجهی گرمتر و مرطوبتر از محیطهای یافت شده در همان مناطق امروزی بودهاند.
مطالعه متابولیتها – مولکولهایی که در هضم و سایر فرآیندهای شیمیایی در بدن تولید و استفاده میشوند – میتواند اطلاعاتی در مورد بیماری، تغذیه و قرار گرفتن در معرض محیط زیست را آشکار کند. در حالی که متابولومیکس به ابزاری قدرتمند در تحقیقات پزشکی مدرن تبدیل شده است، به ندرت در مورد فسیلها به کار گرفته شده است. در عوض، بیشتر مطالعات بقایای باستانی به DNA متکی هستند که عمدتاً به ایجاد روابط ژنتیکی کمک میکند تا زیستشناسی روزمره.
تیموتی برومیج، استاد پاتوبیولوژی مولکولی در دانشکده دندانپزشکی دانشگاه نیویورک و استاد وابسته در بخش انسانشناسی دانشگاه نیویورک، که رهبری تیم تحقیقاتی بینالمللی را بر عهده داشت، گفت: «من همیشه به متابولیسم، از جمله میزان متابولیسم استخوان، علاقه داشتهام و میخواستم بدانم که آیا میتوان متابولومیکس را برای مطالعه حیات اولیه بر روی فسیلها اعمال کرد یا خیر. معلوم شد که استخوان، از جمله استخوان فسیل شده، پر از متابولیت است.»
چرا استخوانهای فسیلی میتوانند شیمی را حفظ کنند
در سالهای اخیر، دانشمندان کشف کردند که کلاژن – پروتئینی که ساختار استخوانها، پوست و بافتهای همبند را فراهم میکند – میتواند در استخوانهای باستانی، از جمله فسیلهای دایناسور، زنده بماند.
برومج، که واحد تحقیقات بافت سخت در دانشکده دندانپزشکی دانشگاه نیویورک را هدایت میکند، گفت: «من فکر کردم، اگر کلاژن در یک استخوان فسیلی حفظ شده باشد، شاید سایر مولکولهای زیستی نیز در ریزمحیط استخوان محافظت شوند.»
در یک مورد قابل توجه، یک استخوان سنجاب زمینی از دره اولدووای در تانزانیا، که قدمت آن به حدود ۱.۸ میلیون سال پیش برمیگردد، شواهدی از عفونت توسط انگلی را نشان داد که باعث بیماری خواب در انسان میشود. این بیماری توسط تریپانوزوما بروسی ایجاد میشود و توسط مگسهای تسه تسه گسترش مییابد.
بروماژ گفت: “آنچه ما در استخوان سنجاب کشف کردیم، متابولیتی است که منحصر به زیستشناسی آن انگل است و متابولیت را در جریان خون میزبان خود آزاد میکند. ما همچنین پاسخ ضد التهابی متابولومیک سنجاب را مشاهده کردیم که احتمالاً به دلیل انگل است.”
شواهد شیمیایی همچنین نشان داد که حیوانات از چه گیاهانی تغذیه میکردند. اگرچه پایگاههای داده متابولیتهای گیاهی بسیار ناقصتر از پایگاههای داده متابولیتهای حیوانی هستند، محققان ترکیباتی را شناسایی کردند که با گیاهان منطقهای مانند آلوئه ورا و مارچوبه مرتبط هستند.
برومج توضیح داد: “این بدان معناست که در مورد سنجاب، او آلوئه ورا را جویده و آن متابولیتها را وارد جریان خون خود کرده است.” “از آنجا که شرایط محیطی آلوئه ورا بسیار خاص است، اکنون اطلاعات بیشتری در مورد دما، بارندگی، شرایط خاک و تاج درختان داریم که اساساً محیط سنجاب را بازسازی میکند. ما میتوانیم یک مخزن بسازیم.”
برومج گفت: “استفاده از تجزیه و تحلیلهای متابولیکی برای مطالعه فسیلها ممکن است ما را قادر سازد تا محیط دنیای ماقبل تاریخ را با سطح جدیدی از جزئیات بازسازی کنیم، گویی که ما اکولوژیستهای میدانی در یک محیط طبیعی امروز هستیم.”
گروه گزارش