כשמרי שוויצר, פליאונטולוגית מאוניברסיטת צפון קרוליינה, גילתה את הרקמות הרכות של דינוזאורים במאובנים, עלתה השאלה לפני המדע הנוכחי של יצורים עתיקים: האם אי פעם נוכל למצוא את ה-DNA המקורי של הדינוזאורים. ואם כן, בעזרתה, נוכל לשחזר את החיות המוזרות הללו?

מציאת תשובות חד משמעיות לשאלות אלו אינה קלה כלל וכלל. ד"ר שוויצר הסכים לדבר איתנו על מה שאנחנו יודעים על חומר גנטי של דינוזאורים היום ומה אנחנו יכולים לצפות בעתיד.

האם ניתן לקבל DNA ממאובנים?

שאלה זו צריכה להיות כראוי: "האם אפשר בכלל להשיג DNA של דינוזאורים"? העצמות עשויות מהמינרל הידרוקסיאפטיט, הדומה מאוד ל-DNA ולחלבונים אחרים. במעבדות כיום משתמשים בידע הזה לקביעתן. עצמות דינוזאורים מוטלות באדמה כבר 65 מיליון שנה, ויש סיכוי טוב שאם נתחיל לחפש בהן מולקולות DNA, יש לנו סיכוי למצוא אותן. וזה בגלל שכמה ביומולקולות יכולות להיקשר (כאילו להיצמד) למינרל הזה.

אז הבעיה היא לא למצוא DNA בעצמות, אלא להוכיח שאכן מדובר במולקולות דינוזאורים ולא ב-DNA שמגיע ממקורות אפשריים אחרים.

האם אי פעם נוכל לשחזר את ה-DNA המקורי מעצמות דינוזאורים? התשובה המדעית היא כן. הכל אפשרי עד שיוכח אחרת. האם אנו יכולים כעת להוכיח את חוסר האפשרות לבודד DNA של דינוזאורים? לא, אנחנו לא יכולים. האם כבר יש לנו את המולקולה המקורית עם הגנים של הדינוזאורים? אנחנו עדיין לא.

כמה זמן אפשר לשמור DNA כדי להוכיח שהוא שייך לדינוזאור ולא נכנס לדגימה במעבדה יחד עם טומאה כלשהי?

מדענים רבים מאמינים שניתן לשמר DNA רק לזמן קצר יחסית. הם מאמינים שמולקולות יכולות להחזיק מעמד ללא פגע במשך מיליון שנים במקרה הטוב, ובוודאי לא 5-6 מיליון שנים. דעה כזו מסירה לנו את התקווה לראות את ה-DNA של יצורים שחיו לפני יותר מ-65 מיליון שנה. אבל מאיפה הגיעו המספרים האלה?

המדענים המעורבים בקביעה זו הציבו מולקולות DNA בחומצה חמה ומדדו את הזמן שלקח למולקולות להתפרק. טמפרטורה וחומציות גבוהות שימשו כדי לדמות את ההשפעות ארוכות הטווח של גורמים שונים. לפי תוצאות הבדיקות הללו, הוא מתפרק די מהר.

באמצעות בדיקה אחת כזו, שהשוותה את מספר המולקולות שהופקו בהצלחה מדגימות בגילאים שונים (מגיל כמה מאות עד 8000 שנים), הם הגיעו למסקנה שככל שהדגימה ישנה יותר, כך מספר המולקולות שהתקבל נמוך יותר.

גם קצב הריקבון עוצב במודל, והמדענים חזו, למרות שלא בדקו את טענותיהם, שמציאת DNA בעצמות הקרטיקון אינה סבירה ביותר. באופן מוזר, אותו מחקר הראה שהגיל עצמו אינו יכול להסביר את פירוק או שימור ה-DNA.

מצד שני, יש לנו ארבעה קווי ראיות בלתי תלויים לכך שמולקולות הדומות מבחינה כימית ל-DNA יכולות להיות מקומיות בתאי העצמות שלנו, ולכן אנו יכולים להניח אותו הדבר לגבי הממצאים בעצמות הדינוזאורים.

אז, חילצנו DNA מעצמות דינוזאורים, איך נוודא שזה לא חלק מזיהום מאוחר יותר?

האמת היא שלרעיון של שימור ה-DNA במשך זמן כה ארוך יש סיכוי קטן להצליח. וזו הסיבה שכל ממצא של DNA דינוזאור אמיתי כביכול צריך להיות כפוף לקריטריונים נוקשים מאוד.

אנו מציעים את הדברים הבאים:

1. 1. כיום, אנו כבר מכירים יותר מ-300 דמויות המקשרות בין דינוזאורים לציפורים ומוכיחות באופן סופי שציפורים צמחו מדינוזאורים תרופודים. גדיל DNA המתקבל מעצמות חייב להכיל לפחות חלק מהתכונות הנפוצות הללו.

לכן, DNA של דינוזאורים מבודד מעצמותיהם צריך להיות דומה יותר לחומר הגנטי של ציפורים מאשר לתנינים. יחד עם זאת, זה שונה הן מאחד והן מהשני. ויחד עם זאת, זה גם צריך להיות שונה מכל DNA מהיום.

2. אם יתברר שמדובר ב-DNA אמיתי של דינוזאור, סביר להניח שזה רק שברי גדיל. אנחנו יכולים לנתח אותם קשה מאוד עם השיטות הנוכחיות שלנו, כי הם נועדו לרצף את ה-DNA הנוכחי המלא.

אם ה-DNA של טירנוזאורוס מורכב משרשראות ארוכות שאנו יכולים לפענח בקלות יחסית, אז כנראה שיש לנו עסק בזיהום ולא ב-DNA של דינוזאור אמיתי.

3. מולקולת ה-DNA נחשבת גדולה יחסית לתרכובות כימיות אחרות. ולכן, אם DNA אותנטי קיים בדגימה, חייבות להיות נוכחות גם מולקולות יציבות יותר, כגון קולגן.

יחד עם זאת, גם עם מולקולות יציבות יותר אלו, יש צורך לעקוב אחר הקשר עם ציפורים ותנינים. בנוסף, אנו יכולים למצוא גם שומנים במאובנים, שהם חלק מממברנת התא. ליפידים יציבים יותר מחלבונים או מולקולות DNA.

4. אם החלבונים וה-DNA נשתמרו מהתקופה המזוזואיקונית, יש לאשר את השתייכות הדינוזאורים בשיטות מדעיות שאינן רצף. למשל, התגובה של חלבונים לנוגדנים ספציפיים מוכיחה שהם אכן חלבונים מרקמות רכות ולא זיהום מסלעים.

במהלך המחקר שלנו, הצלחנו לאתר בהצלחה חומר, דומה מבחינה כימית ל-DNA, בתוך תאי העצם של טירנוזאורוס. השתמשנו גם בשיטות רצף DNA וגם בתגובות נוגדנים וחלבונים האופייניות ל-DNA של בעלי חוליות.

5. ולבסוף, וחשוב מאוד, כל השלבים של כל מחקר חייבים להיות מבוקרים ומאומתים בקפדנות. לצד הדגימות שבהן אנו מחפשים DNA, צריך גם לבחון את תערובות הסלעים וגם לנטר את כל התרכובות הכימיות שנמצאות בשימוש במעבדה.

אז האם אי פעם יהיה אפשר לשבט דינוזאור?

במובן מסוים, כן. שיבוט נעשה בדרך כלל במעבדה על ידי החדרת פיסת DNA ידועה לתוך פלסמיד חיידקי.

קטע זה משוכפל בכל פעם שהתא מתחלק, ויוצרים עותקים רבים של DNA זהה.

שיטת השיבוט השנייה מורכבת מהחדרת כל סט ה-DNA לתוך תא בר-קיימא שממנו הוסר הגרעין שלו קודם לכן. לאחר מכן מניחים את התא הזה באורגניזם ומתחיל התא התורם לשלוט בתהליך התפתחות צאצא שיהיה זהה לחלוטין לתורם.

דולי הכבשה המפורסמת היא דוגמה לשיטת השיבוט השנייה. כשאנשים מדמיינים שיבוט דינוזאור, בדרך כלל יש להם משהו דומה בראש. אבל התהליך הזה מורכב בצורה בלתי נתפסת, ולמרות שזה לא הנחה מדעית, ההסתברות שאי פעם נוכל להתגבר על כל ההבדלים בין מקטעי ה-DNA מעצמות דינוזאורים ובעלי חיים מודרניים כדי שניתן יהיה להביא לעולם צאצאים ברי קיימא. כל כך קטן שאני מדרג אותו בקטגוריה "בלתי אפשרי".

רק בגלל שהסבירות ליצור "פארק היורה" אמיתי היא קלושה, לא אומר שאי אפשר ליצור את ה-DNA ההתחלתי של דינוזאור או מולקולה אחרת משרידים עתיקים. למעשה, מולקולות אלו יכולות לספר לנו הרבה יותר. הרי כל השינויים ההתפתחותיים מתרחשים תחילה בגנים ומתבטאים במולקולות DNA.

השחזור של מולקולות מדגימות מאובנים של דינוזאורים יכול גם לספר לנו משהו על מקורם והתפשטותם של שינויים התפתחותיים שונים כמו נוצות.

יש לנו גם הזדמנות לקבל לא מעט מידע על אורך החיים של מולקולות בתנאים טבעיים ישירות, ולא במעבדה באמצעות ניסויים.

יש עדיין הרבה מה ללמוד בניתוח מולקולרי של מאובנים, והכרחי שנמשיך בזהירות מרבית ונאמת את הנתונים שאנו משיגים. עדיין יש כל כך הרבה עניין ללמוד מהמולקולות שנשמרו במאובנים, שזה בהחלט ראוי לחקירה נוספת.