Da quando la paleontologa Mary Schweitzer dell'Università della Carolina del Nord ha scoperto i loro tessuti molli nei fossili di dinosauro, la domanda è stata posta alla scienza moderna delle creature antiche: potremo mai trovare un autentico DNA di dinosauro? E se è così, non saremo in grado di ricreare questi fantastici animali con il suo aiuto?
Non è facile dare risposte certe a queste domande, ma il Dr. Schweitzer ha comunque accettato di aiutarci a capire cosa sappiamo oggi sul materiale genetico dei dinosauri e su cosa possiamo contare in futuro.
Possiamo ottenere il DNA dai fossili?
Questa domanda dovrebbe essere intesa come "possiamo ottenere il DNA di dinosauro"? Le ossa sono composte dal minerale idrossiapatite, che ha un'affinità così elevata per il DNA e molte proteine che viene utilizzata attivamente nei laboratori oggi per purificare le loro molecole. Le ossa dei dinosauri sono rimaste nel terreno per 65 milioni di anni e la probabilità è piuttosto alta che se inizi attivamente a cercare molecole di DNA in esse, allora è abbastanza possibile trovarle. Semplicemente perché alcune biomolecole possono attaccarsi a questo minerale come il velcro. Il problema, tuttavia, non sarà tanto semplicemente trovare il DNA nelle ossa di dinosauro, quanto dimostrare che queste molecole appartengono ai dinosauri e non provengono da qualche altra possibile fonte.
Riusciremo mai a recuperare il DNA autentico da un osso di dinosauro? La risposta scientifica è sì. Tutto è possibile fino a prova contraria. Siamo ora in grado di dimostrare l'impossibilità di estrarre il DNA di dinosauro? No non possono. Abbiamo già una vera molecola genetica di dinosauro? No, questa domanda è ancora aperta.
Per quanto tempo si può conservare il DNA nella documentazione geologica e come si può dimostrare che appartiene a un dinosauro e non è entrato in un campione già in laboratorio insieme a qualche contaminante?
Molti scienziati ritengono che il DNA abbia una durata di conservazione piuttosto breve. A loro avviso, è improbabile che queste molecole durino più di un milione di anni, e certamente non più di cinque o sei milioni di anni nel migliore dei casi. Questa posizione ci priva di ogni speranza di vedere il DNA di creature vissute oltre 65 milioni di anni fa. Ma da dove vengono questi numeri?
Video promozionale:
Gli scienziati che lavorano su questo problema hanno messo le molecole di DNA nell'acido caldo e hanno calcolato il tempo impiegato per decadere. L'alta temperatura e l'acidità sono state utilizzate come sostituti per lunghi periodi di tempo. Secondo i risultati dei ricercatori, il DNA decade piuttosto rapidamente. I risultati di uno di questi studi, che ha confrontato il numero di molecole di DNA estratte con successo da campioni di età diverse - da diverse centinaia a 8000 anni - hanno mostrato che il numero di molecole estratte diminuisce con l'età. Gli scienziati sono stati persino in grado di simulare il "tasso di decadimento" e hanno previsto, sebbene non abbiano verificato questa affermazione, che è estremamente improbabile trovare DNA nelle ossa del Cretaceo. Ironia della sorte, questo stesso studio ha dimostrato che l'età da sola non può spiegare la rottura o la conservazione del DNA.
D'altra parte, abbiamo quattro linee di prova indipendenti che le molecole chimicamente simili al DNA possono localizzarsi nelle cellule delle nostre stesse ossa, e questo è in buon accordo con l'aspettativa di tali ritrovamenti nelle ossa di dinosauro. Quindi, se estraiamo il DNA da ossa appartenenti a dinosauri, come possiamo essere sicuri che questo non sia il risultato di una contaminazione successiva?
L'idea che il DNA possa durare così a lungo ha poche possibilità di successo, quindi qualsiasi pretesa di trovare o recuperare il vero DNA di dinosauro deve soddisfare i criteri più severi. Offriamo quanto segue:
1. La sequenza di DNA isolata dall'osso dovrebbe corrispondere a quanto ci si aspetterebbe sulla base di altri dati. Oggi ci sono oltre 300 segni che collegano i dinosauri agli uccelli e dimostrano in modo convincente che gli uccelli si sono evoluti dai dinosauri teropodi. Pertanto, le sequenze di DNA dei dinosauri ottenute dalle loro ossa dovrebbero essere più simili al materiale genetico degli uccelli che al DNA dei coccodrilli, pur essendo diverse da entrambi. Saranno anche diversi da qualsiasi DNA proveniente da fonti moderne.
2. Se il DNA di dinosauro è reale, sarà ovviamente altamente frammentato e difficile da analizzare con i nostri metodi attuali, progettati per sequenziare DNA moderno sano e felice. Se il "DNA di Tirex" risulta essere composto da lunghe stringhe relativamente facili da decifrare, molto probabilmente abbiamo a che fare con la contaminazione e non con il vero DNA di dinosauro.
3. La molecola di DNA è considerata più fragile rispetto ad altri composti chimici. Pertanto, se nel materiale è presente DNA autentico, devono esserci altre molecole più durevoli, ad esempio il collagene. Allo stesso tempo, la connessione con uccelli e coccodrilli dovrebbe essere tracciata anche nelle molecole di questi composti più stabili. Inoltre, nel materiale fossile, ad esempio, si possono trovare lipidi che compongono le membrane cellulari. I lipidi sono in media più stabili delle proteine o delle molecole di DNA.
4. Se le proteine e il DNA sono stati preservati con successo dal Mesozoico, la loro connessione con i dinosauri dovrebbe essere confermata non solo dal sequenziamento, ma anche da altri metodi di ricerca scientifica. Ad esempio, il legame di proteine ad anticorpi specifici dimostrerà che si tratta effettivamente di proteine dei tessuti molli e non contaminazione da rocce esterne. Nei nostri studi, siamo stati in grado di localizzare con successo una sostanza chimicamente simile al DNA all'interno delle cellule ossee di T. Rex utilizzando sia tecniche specifiche del DNA che anticorpi contro le proteine associate al DNA dei vertebrati.
5. Infine, e forse la cosa più importante, dovrebbe essere applicata un'adeguata supervisione in tutte le fasi di qualsiasi ricerca. Insieme ai campioni da cui speriamo di estrarre il DNA, è necessario indagare sulle rocce ospiti, così come su tutti i composti chimici utilizzati in laboratorio. Se contengono anche sequenze che ci interessano, molto probabilmente sono solo inquinanti.
Quindi saremo mai in grado di clonare un dinosauro?
In un senso. La clonazione, come si fa comunemente in laboratorio, è l'inserimento di un pezzo di DNA noto nei plasmidi batterici. Questo frammento si replica ogni volta che una cellula si divide, producendo molte copie di DNA identico. Un altro metodo di clonazione prevede il posizionamento di un intero set di DNA in cellule vitali, dalle quali è stato rimosso in anticipo il proprio materiale nucleare. Quindi una tale cellula viene posta nell'organismo dell'ospite e il DNA del donatore inizia a controllare la formazione e lo sviluppo della prole, completamente identico al donatore. La famosa pecora Dolly è un esempio dell'utilizzo proprio di questo metodo di clonazione. Quando le persone parlano di "clonazione di un dinosauro", di solito intendono qualcosa del genere. Tuttavia, questo processo è incredibilmente complesso e, nonostante la natura non scientifica di questa ipotesi,la probabilità che un giorno saremo in grado di superare tutte le incongruenze tra i frammenti di DNA delle ossa di dinosauro e produrre una prole vitale è così piccola che la classifico come "non possibile".
Ma proprio perché la probabilità di creare un vero Jurassic Park è scarsa, non si può dire che sia impossibile ripristinare il DNA del dinosauro originale stesso o altre molecole da resti antichi. In effetti, queste antiche molecole potrebbero dirci molto. Dopotutto, tutti i cambiamenti evolutivi devono prima verificarsi nei geni e riflettersi nelle molecole di DNA. Possiamo anche imparare molto sulla longevità delle molecole in vivo direttamente, piuttosto che attraverso esperimenti di laboratorio. Infine, il recupero di molecole da campioni fossili, inclusi i dinosauri, ci fornisce importanti informazioni sull'origine e la distribuzione di varie innovazioni evolutive, come le piume.
Abbiamo ancora molto da imparare nell'analisi molecolare dei fossili, e dobbiamo procedere con la massima cura, senza mai sopravvalutare i dati che riceviamo. Ma possiamo estrarre così tante cose interessanti dalle molecole conservate nei fossili che certamente merita i nostri sforzi.
