Polacy opisali naczynia krwionośne z białkami sprzed ćwierć miliarda lat

Zespół polskich naukowców odkrył, zbadał i opisał skamieniałe naczynia krwionośne z zachowanymi chemicznymi śladami białek w kościach gadów triasowych, mających prawie ćwierć miliarda lat. Wykorzystane do badań szczątki znaleziono na Śląsku i Opolszczyźnie.

Interdyscyplinarny zespół, który dokonał odkrycia, utworzyli naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego, Uniwersytetu Jagiellońskiego, Polskiej Akademii Nauk oraz Parku Nauki i Ewolucji Człowieka w Krasiejowie (Opolskie). Znaleźli się w nim paleontolodzy: mgr Dawid Surmik i dr Andrzej Boczarowski; fizycy ciała stałego: prof. Jacek Szade i dr Katarzyna Balin; fizyk molekularny dr Mateusz Dulski; biogeolog dr hab. Barbara Kremer oraz histolog i morfolog prof. Roman Pawlicki.

Szczątki, z których pochodził materiał badawczy, zostały znalezione w kamieniołomie w Gogolinie na Opolszczyźnie oraz w dzielnicy Miasteczka Śląskiego – Żyglinie, niedaleko Tarnowskich Gór (Śląskie).

Badania kości trwały sześć lat. Jak tłumaczył PAP dr Boczarowski, prowadzono je na materiale badawczym, wykrytym w zachowanych fragmentarycznie kościach szkieletów należących do dwóch zwierząt. Jednym z nich był notozaur – morskie i ziemnowodne zwierzę, rodzaj dość dużego, rybożernego jaszczura; drugim natomiast tanystrof – lądowe zwierzę żyjące na brzegach mórz. „Te kości pochodzą z przybrzeżnych środowisk, w których dosyć szybko zostały przysypane osadem. Dlatego zachowały się w tak idealnym stanie” – wyjaśnił w rozmowie z PAP naukowiec.

Dr Boczarowski relacjonował, że nietypowy stan zachowania kości zwrócił uwagę mgr Surmika, współautora badań, który w ramach doktoratu realizuje prace nad kośćmi gadów triasowych. „Podczas swoich prac zidentyfikował on pod mikroskopem tkwiące w kościach triasowych gadów dziwne struktury. Szybko okazało się, że są to skamieniałe naczynia krwionośne” – mówił dr Boczarowski. Jak dodał, wypreparowano je z kości stosując specjalne procedury chemiczne.

Naukowiec zaznaczył, że do badania triasowych kości użyto nowatorskich metod, zaczerpniętych m.in. z fizyki molekularnej czy fizyki ciała stałego. „Wszystkie badania zostały wykonane w polskich laboratoriach, na polskim sprzęcie, przez polskich naukowców” – podkreślił.

Badania wykonywano głównie na Uniwersytecie Śląskim, ale też na Uniwersytecie Jagiellońskim i w PAN w Warszawie. Część z nich przeprowadzono również na nowoczesnym sprzęcie analitycznym Śląskiego Centrum Edukacji i Badań Interdyscyplinarnych w Chorzowie. „Okazało się, że można go było z powodzeniem zastosować do naszych prac” – zaznaczył dr Boczarowski.

Badania prowadzono kilkoma uzupełniającymi się metodami, używając np. analiz środowiskowego mikroskopu skaningowego (ESEM), spektroskopii w podczerwieni (FTIR) oraz rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronowej (XPS). Wykorzystano także wysokorozdzielczy spektrometr mas jonów wtórnych z analizą czasu przelotu (ToF-SIMS), który umożliwia precyzyjne określenie składu chemicznego próbek. Wyniki tych badań ujawniły w kościach np. obecność aminokwasów czy kolagenu zwierzęcego.

„Aby mieć pewność badania te były powtarzane wielokrotnie - innymi metodami na innym sprzęcie. W sumie kilkoma niezależnymi metodami otrzymaliśmy identyczne wyniki, co dopiero upoważniło nas do złożenia publikacji do druku” – zaznaczyli autorzy.

Publikacja polskich naukowców ukazała się w prestiżowym amerykańskim czasopiśmie PLOS One.

Dr Boczarowski tłumaczył, że skamieniałe naczynia krwionośne z zachowanymi chemicznymi śladami białek to wielki ewenement wśród wykopalisk. Unikalność tych opisanych obecnie przez zespół polskich naukowców polega na tym, że to najstarsze takie zidentyfikowane materiały na świecie, a we wnętrzu strukturalnie zachowanych naczyń krwionośnych wykryto właśnie aminokwasy i fragmenty białek – w tym kolagen.

Boczarowski zaznaczył przy tym, że autorem pierwszej publikacji dot. zachowania struktur organicznych w skamieniałościach był członek obecnego zespołu badawczego, prof. Pawlicki z Collegium Medicum UJ. W 1966 roku na łamach czasopisma „Nature” opisał on świetnie zachowane skamieniałe tkanki miękkie – włókna kolagenowe, naczynia krwionośne i komórki kostne, które zachowały się w kościach dinozaurów pochodzących sprzed 80 mln lat. Zostały one wówczas znalezione przez polsko-mongolską wyprawę paleontologiczną na pustynię Gobi (Mongolia).

„W ścianach naczyń krwionośnych pochodzących z ciał gadów triasowych odkrytych na Śląsku, które badaliśmy, także zachował się kolagen. Ale one są trzykrotnie starsze od tych opisywanych przez prof. Pawlickiego” – zwrócił uwagę dr Boczarowski.

Katarzyna Kownacka (PAP)