Dinosaur Shocker
Kék Capri nadrágot és ujjatlan felsőt visel, hosszú haja a csupasz vállára omlik, Mary Schweitzer egy mikroszkóp mellett ül egy félhomályos laborban, arcát csak a vékony, elágazó erek hálózatát mutató, izzó számítógépes képernyő világítja meg. Így van, vérerek. Egy dinoszauruszból. “Ho-ho-ho, izgatott vagyok” – kuncogja. “Nagyon izgatott vagyok.”
A Montanában talált Tyrannosaurus rexet 68 millió év földben töltött idő után kiásták, lábcsontját darabokra törték, és a töredékeket savban feloldották Schweitzer laboratóriumában, a raleigh-i Észak-Karolinai Állami Egyetemen. “Király babok” – mondja, miközben a képernyőn megjelenő képet nézi.
Valóban nagy hír volt tavaly, amikor Schweitzer bejelentette, hogy abban a T. rex-csontban vérereket és egész sejteknek látszó struktúrákat fedezett fel – ez volt az első ilyen jellegű megfigyelés. A lelet lenyűgözte a kollégákat, akik soha nem gondolták volna, hogy a még puha dinoszauruszszövetnek még a nyoma is megmaradhat. Végül is, mint azt bármelyik tankönyvből megtudhatjuk, amikor egy állat meghal, a lágy szövetek, például az erek, az izmok és a bőr idővel elbomlanak és eltűnnek, míg a kemény szövetek, például a csontok fokozatosan ásványi anyagokat vehetnek fel a környezetből, és kövületekké válhatnak. Schweitzer, az egyik első tudós, aki a modern sejtbiológia eszközeit használta a dinoszauruszok tanulmányozására, felborította a hagyományos bölcsességet, amikor kimutatta, hogy egyes több tízmillió éves kőkemény fosszíliák belsejében lágy szövetek maradványai rejtőzhetnek. “Azért nem fedezték fel korábban, mert egyetlen józan gondolkodású paleontológus sem tenné azt, amit Mary tett a mintáival. Nem teszünk annyi erőfeszítést, hogy kiássuk ezeket a dolgokat a földből, hogy aztán savval elpusztítsuk őket” – mondja Thomas Holtz Jr. dinoszaurusz-paleontológus, a Marylandi Egyetemről. “Ez nagyszerű tudomány.” A megfigyelések új fényt deríthetnek arra, hogyan fejlődtek ki a dinoszauruszok, és hogyan működtek az izmaik és az ereik. Az új eredmények pedig segíthetnek eldönteni azt a régóta tartó vitát, hogy a dinoszauruszok melegvérűek, hidegvérűek – vagy mindkettő – voltak-e.
Mindeközben Schweitzer kutatását eltérítették a “fiatal föld” kreacionisták, akik ragaszkodnak ahhoz, hogy a dinoszauruszok lágy szövetei nem élhettek túl évmilliókat. Azt állítják, hogy felfedezései alátámasztják a Genezis értelmezésén alapuló meggyőződésüket, miszerint a Föld csak néhány ezer éves. Természetesen nem szokatlan, hogy egy paleontológus nem ért egyet a kreacionistákkal. De amikor a kreacionisták félremagyarázzák Schweitzer adatait, ő ezt magára veszi: “teljes és totális keresztényként” jellemzi magát. Az irodája egyik polcán egy tábla van, rajta egy ószövetségi verssel: “Mert tudom, milyen terveim vannak veled – mondja az Úr -, olyan terveim vannak, hogy boldogulj, és nem ártok neked, olyan terveim vannak, hogy reményt és jövőt adjak neked.”
Lehet, hogy Schweitzer paleontológiához való rendhagyó hozzáállása a karrierje körüli kerülőútjára vezethető vissza. A montanai Helenában felnőve átment egy olyan időszakon, amikor sok gyerekhez hasonlóan őt is lenyűgözték a dinoszauruszok. Sőt, 5 éves korában bejelentette, hogy paleontológus lesz. De előbb főiskolai diplomát szerzett kommunikációs zavarokból, megnősült, három gyermeket szült, és rövid ideig biológiát tanított középiskolásoknak. 1989-ben, egy tucat évvel a főiskola elvégzése után beült egy órára a Montana Állami Egyetemen, amelyet Jack Horner paleontológus tartott a Sziklás-hegység Múzeumában, amely ma a Smithsonian Intézethez tartozik. Az előadások újra felélesztették a dinoszauruszok iránti szenvedélyét. Nem sokkal később rábeszélte magát egy önkéntes állásra Horner laboratóriumában, és elkezdett paleontológiából doktorálni.
Eredetileg úgy gondolta, hogy azt fogja tanulmányozni, hogyan különbözik a dinoszauruszcsontok mikroszkopikus szerkezete attól függően, hogy az állat mennyit nyom. De aztán jött az eset a vörös foltokkal.
1991-ben Schweitzer egy 65 millió éves T. rex csontjainak vékony szeleteit próbálta tanulmányozni. Nehezen tudta elérni, hogy a szeletek rátapadjanak egy üveglemezre, ezért az egyetem molekuláris biológusától kért segítséget. A biológus, Gayle Callis véletlenül elvitte a preparátumokat egy állatorvosi konferenciára, ahol felállította az ősi mintákat, hogy mások is megnézhessék. Az egyik állatorvos odament Callishoz, és azt kérdezte: “Tudja, hogy abban a csontban vörösvértestek vannak?”. Bizony, mikroszkóp alatt kiderült, hogy a csont tele van vörös korongokkal. Később Schweitzer így emlékszik vissza: “Néztem ezt, néztem ezt, és azt gondoltam, ez nem lehet. A vörösvértestek nem maradnak meg.”
Schweitzer megmutatta a diát Hornernek. “Amikor először találta meg a vörösvérsejteknek látszó struktúrákat, azt mondtam, igen, így néznek ki” – emlékszik vissza mentora. Lehetségesnek tartotta, hogy vörösvérsejtek voltak, de adott neki néhány tanácsot: “
Ehelyett a csontokban talált bizonyítékot arra, hogy a csontokban hem található – ami még inkább alátámasztotta azt az elképzelést, hogy ezek vörösvérsejtek. A hem a hemoglobin része, az a fehérje, amely az oxigént szállítja a vérben, és a vörösvértestek színét adja. “Nagyon kíváncsi lettem a kivételes megőrzésre” – mondja. Ha ennek az egy dinoszaurusznak a részecskéi képesek voltak 65 millió évig fennmaradni, akkor talán a tankönyvek tévedtek a megkövesedéssel kapcsolatban.”
Schweitzer hajlamos az öniróniára, azt állítja, hogy reménytelen a számítógépekben, a laboratóriumi munkában és az idegenekkel való beszélgetésben. Kollégái azonban csodálják őt, mondván, hogy elszánt és szorgalmas, és számos olyan bonyolult laboratóriumi technikát sajátított el, amelyek a legtöbb paleontológus képességeit meghaladják. A szokatlan kérdések feltevése pedig sok bátorságot igényelt. “Ha egy irányba mutatsz neki, és azt mondod, hogy ne arra menj, ő az a fajta ember, aki azt kérdezi: “Miért?” – és ő maga megy és teszteli” – mondja Gregory Erickson, a Floridai Állami Egyetem paleobiológusa. Schweitzer kockázatot vállal, mondja Karen Chin, a Coloradói Egyetem paleontológusa. “Lehet, hogy nagy hasznot hoz, de az is lehet, hogy csak egyfajta humbug kutatási projekt.”
2000-ben Bob Harmon, a Sziklás-hegységek Múzeumának terepi csoportvezetője éppen ebédelt egy távoli montanai kanyonban, amikor felnézett, és meglátott egy sziklafalból kiálló csontot. Kiderült, hogy ez a csont a világ talán legjobb állapotban fennmaradt T. rexének része. A következő három nyáron a munkások fokozatosan távolították el a dinoszauruszt a sziklafalból. Harmon tiszteletére B. rexnek nevezték el, és a Bob becenevet adták neki. 2001-ben a dinoszaurusz egy részét és a környező földet gipszbe burkolták, hogy megvédjék. A csomag több mint 2000 fontot nyomott, ami, mint kiderült, éppen meghaladta a helikopterük kapacitását, ezért kettévágták. A B. rex egyik lábcsontja két nagy darabra és több töredékre tört – pont amire Schweitzernek szüksége volt a mikroméretű kutatásaihoz.
Kiderült, hogy Bobot rosszul nevezték el. “Ez egy lány, és terhes” – emlékszik vissza Schweitzer, hogy ezt mondta a laboránsának, amikor megnézte a töredékeket. A combcsont üreges belső felületén Schweitzer olyan csontdarabkákat talált, amelyek meglepően sok információt árultak el az őket készítő dinoszauruszról. A csontok szilárdnak tűnhetnek, mint a kő, de valójában folyamatosan változnak. A terhes nők a csontjaikból származó kalciumot használják fel a fejlődő magzat csontvázának felépítéséhez. Mielőtt a nőstény madarak elkezdenek tojást rakni, lábszáruk és más csontjaik belső oldalán egy kalciumban gazdag szerkezetet, az úgynevezett medulláris csontot képeznek, amelyből a költési időszak alatt a tojáshéj kialakításához merítenek. Schweitzer tanulmányozta a madarakat, így ismerte a koponyacsontot, és úgy gondolta, hogy ezt látta a T. rex példányon.
A legtöbb paleontológus ma már egyetért abban, hogy a madarak a dinoszauruszok legközelebbi élő rokonai. Sőt, azt mondják, hogy a madarak dinoszauruszok – színes, hihetetlenül változatos, aranyos kis tollas dinoszauruszok. A jura erdők theropodái tovább élnek a háztáji etetőt látogató aranypintyekben, a trópusok tukánjaiban és az afrikai szavannán átsuhanó struccokban.
A dinoszauruszcsont megértéséhez Schweitzer a legprimitívebb élő madarak közül kettőhöz fordult: a struccokhoz és az emukhoz. 2004 nyarán több strucctenyésztőtől kért nőstény csontokat. Egy gazda hónapokkal később felhívta. “Még mindig szükségük van arra a strucchölgyre?” A döglött madár már napok óta a farmer kotróvödrében volt az észak-karolinai hőségben. Schweitzer és két kollégája begyűjtött egy lábat az illatos tetemről, és visszavitte Raleigh-be.
Mennyire bárki meg tudja állapítani, Schweitzernek igaza volt: Bobnak, a dinoszaurusznak valóban volt egy adag koponyacsontja, amikor meghalt. A Science folyóiratban tavaly júniusban megjelent tanulmány mikroszkópos képeket mutat be strucc és emu koponyacsontjáról a dinoszauruszcsont mellett, amelyek közel azonos vonásokat mutatnak.
A B. rex csontdarab további vizsgálata során Schweitzer megkérte laboránsát, Jennifer Wittmeyert, hogy tegye gyenge savba, amely lassan feloldja a csontot, beleértve a megkövesedett csontot is – de a lágyrészeket nem. 2004 januárjának egyik péntek estéjén Wittmeyer szokás szerint a laborban volt. Kivett egy fosszíliaforgácsot, amely három napig volt a savban, és mikroszkóp alá tette, hogy lefényképezze. ” annyira meggörbült, hogy nem tudtam fókuszba állítani” – emlékszik vissza Wittmeyer. Csipesszel simította el. “A csipeszem belesüllyedt, csinált egy kis bemélyedést, és visszagörbült. Azt mondtam, hagyd abba!” Végül ingerültségén keresztül rájött, hogy mivel van dolga: egy dinoszaurusz lágyrészével, amely akkor maradt hátra, amikor a körülötte lévő ásványi csont feloldódott. Schweitzer és Wittmeyer hirtelen olyasmivel állt szemben, amit még soha senki más nem látott. Wittmeyer szerint néhány hétig olyan volt, mintha minden nap karácsony lett volna.
A laboratóriumban Wittmeyer most elővesz egy tálkát hat rekesszel, mindegyikben egy kis barna szövetdarabka tiszta folyadékban, és a mikroszkóp lencséje alá helyezi. Minden egyes példány belsejében majdnem tiszta, elágazó erek finom hálózata van – egy nőstény Tyrannosaurus rex szövete, amely 68 millió évvel ezelőtt az erdőkön keresztülsétált, és tojások lerakására készült. Közelről nézve a T. rex és a strucc unokatestvéreinek véredényei figyelemre méltóan hasonlítanak egymásra. A dinoszaurusz-erek belsejében olyan dolgok vannak, amelyeket Schweitzer a tudományos óvatosságból diplomatikusan “kerek mikrostruktúráknak” nevez a folyóiratcikkben, de ezek pirosak és kerekek, és ő és más tudósok azt gyanítják, hogy ezek vörös vérsejtek.
Azt persze mindenki tudni akarja, hogy vajon a szövetben lappanghat-e DNS. Wittmeyer a felfedezés óta a sajtóval való sok tapasztalat alapján ezt nevezi “a szörnyű kérdésnek” – vajon Schweitzer munkája megnyitja-e az utat a sci-fi Jurassic Park valós életbeli változata felé, ahol a dinoszauruszokat borostyánban megőrzött DNS-ből regenerálták. De a DNS, amely egy állat genetikai forgatókönyvét hordozza, nagyon törékeny molekula. Ráadásul nevetségesen nehéz tanulmányozni, mert eltemetve vagy kiásva olyan könnyen szennyeződik modern biológiai anyagokkal, például mikrobákkal vagy bőrsejtekkel. Ehelyett Schweitzer a dinoszauruszok szövetmintáit fehérjékre vizsgálta, amelyek egy kicsit szívósabbak, és könnyebben megkülönböztethetők a szennyeződésektől. Konkrétan kollagént, elasztint és hemoglobint keresett. A kollagén alkotja a csontváz nagy részét, az elasztin a vérerek köré tekeredik, a hemoglobin pedig a vörösvértestekben szállítja az oxigént.
Mivel a fehérjék kémiai összetétele az evolúció során változik, a tudósok a fehérje szekvenciákat tanulmányozva többet tudhatnak meg arról, hogyan fejlődtek a dinoszauruszok. És mivel a fehérjék végzik az összes munkát a testben, tanulmányozásuk egy nap segíthet a tudósoknak megérteni a dinoszauruszok fiziológiáját – hogyan működtek például az izmaik és a vérereik.
A fehérjék túl aprók ahhoz, hogy mikroszkóppal kiszűrjük őket. A keresésükhöz Schweitzer antitesteket használ, olyan immunrendszeri molekulákat, amelyek felismerik a fehérjék meghatározott részeit, és azokhoz kötődnek. Schweitzer és Wittmeyer csirkekollagén, tehénelasztin és strucchemoglobin ellenes antitesteket használtak, hogy hasonló molekulákat keressenek a dinoszauruszok szövetében. Egy 2005. októberi paleontológiai konferencián Schweitzer bemutatta az előzetes bizonyítékokat arra, hogy valódi dinoszauruszfehérjéket mutatott ki a mintákban.
Az elmúlt év további felfedezései megmutatták, hogy a B. rex lágyszövetének felfedezése nem csak a véletlen műve volt. Schweitzer és Wittmeyer mostanra egy másik T. rexben, egy argentin theropodában és egy 300 000 éves gyapjas mamut fosszíliában is találtak valószínűsíthető vérereket, csontépítő sejteket és kötőszövetet. Schweitzer munkája “megmutatja nekünk, hogy valójában nem értjük a bomlást” – mondja Holtz. “Sok olyan alapvető dolog van a természetben, amiről az emberek csak feltételezésekkel élnek.”
A fiatal földi teremtés hívei szintén forradalminak tartják Schweitzer munkáját, de teljesen másképp. Először azután ragadták meg Schweitzer munkáját, hogy 1997-ben cikket írt az Earth című népszerű tudományos magazinba a dinoszaurusz-mintáiban található lehetséges vörösvértestekről. A Creation magazin azt állította, hogy Schweitzer kutatásai “erőteljes bizonyítékot szolgáltatnak a több millió évvel ezelőtt élt dinoszauruszok egész elképzelése ellen”. Ez sokat mond a Bibliának a közelmúltbeli teremtésről szóló beszámolója mellett.”
Ez megőrjíti Schweitzert. A geológusok megállapították, hogy a Hell Creek Formáció, ahol a B. rexet megtalálták, 68 millió éves, és a benne eltemetett csontok is azok. Elborzasztja, hogy egyes keresztények azzal vádolják, hogy eltitkolja az adatai valódi jelentését. “Nagyon rosszul bánnak veled” – mondja. “Kiforgatják a szavaidat és manipulálják az adataidat”. Számára a tudomány és a vallás a világ szemléletének két különböző módját képviseli; Isten kezére való hivatkozás a természeti jelenségek magyarázatára megszegi a tudomány szabályait. Végül is, mondja, amit Isten kér, az a hit, nem a bizonyíték. “Ha megvan az összes bizonyíték és pozitív bizonyíték arra, hogy Isten létezik, akkor nincs szükséged hitre. Szerintem ő valahogy úgy tervezte, hogy soha ne tudjuk bizonyítani a létezését. És szerintem ez nagyon király.”
Definíció szerint sok mindent nem tudnak a tudósok, mert a tudomány lényege az ismeretlen felfedezése. Azzal, hogy Schweitzer világossá teszi, hogy a tudósok nem magyaráztak meg mindent, teret enged más magyarázatoknak. “Szerintem mindig bölcs dolog bizonyos ajtókat nyitva hagyni” – mondja.”
De Schweitzer érdeklődésének a molekulák és sejtek hosszú távú megőrzése iránt van egy túlvilági dimenziója is: a NASA tudósaival együttműködve keresi a lehetséges múltbeli élet bizonyítékait a Marson, a Szaturnusz Titán nevű holdján és más égitesteken. (A tudósok például idén tavasszal jelentették be, hogy a Szaturnusz aprócska Enceladus nevű holdján a jelek szerint folyékony víz található, ami az élet valószínű előfeltétele.)
Az asztrobiológia a biológia egyik furcsább ága, amely olyan élettel foglalkozik, amely vagy létezik, vagy nem, és vagy felismerhető formát ölt, vagy nem. “Szinte mindenki, aki a NASA dolgain dolgozik, az asztrobiológiai kérdéseken dolgozva a mennyországban van” – mondja Schweitzer. NASA-kutatásai során antitesteket használ arra, hogy váratlan helyeken keresse az élet jeleit. “Számomra ez egy cél elérésének eszköze. Tényleg tudni akarok a dinoszauruszokról.”
Ezért Schweitzer Wittmeyerrel együtt órákat tölt a mikroszkópok előtt sötét szobákban. A negyedik generációs montanói számára még a viszonylag nyugodt Raleigh környéke is nagyváros. Vágyakozva emlékszik vissza a montanai lóháton végzett terepkutatásokra. “A mikroszkópos paleontológia nem olyan szórakoztató” – mondja. “Sokkal szívesebben túráznék odakint.”
“A szemgolyóim teljesen megsültek” – mondja Schweitzer, miután órákig bámulta a mikroszkóp okulárjain keresztül az izzó edényeket és pacákat. Ezt nevezhetjük az árnak, amit azért fizet, mert nem tipikus.