Головна
Реферати » Реферати по біології » Молекулярна палеонтологія і еволюційні уявлення про вік викопних останків

Молекулярна палеонтологія і еволюційні уявлення про вік копалин останків

Молекулярна палеонтологія і еволюційні уявлення про вік викопних останків

Алекс Місячний

Введення

В Нині сфера молекулярно-біологічних досліджень розширюється на ті області, про які раніше й подумати не можна було, що вони можуть бути предметом молекулярної біології. Зокрема, за останні 15-20 років накопичені дані в такій новій дисципліні, як молекулярна палеонтологія. Виявляється, в останках динозаврів, мастодонтів і молюсків, для яких загальноприйнятий вік становить аж до сотень мільйонів років, можна виявити не распавшиеся фрагменти білків і ДНК. Ці відомості піддають сильному сумніву загальноприйняту датування викопних останків, а, значить, і еволюційні догми. У той же час, незважаючи на відчутний масив накопичених даних, вони не придбали широку популярність.

Метою цього огляду є критичний аналіз таких даних. Хотілося б сподіватися, що висловлені міркування і поглиблений розбір конкретної інформації, зроблений в професійному аспекті, послужать проясненню, по-перше, питання про так звану "науковості" еволюційних уявлень і, по-друге, про суб'єктивізмі і некоректності, до яких з неминучістю приходить дослідник, коли він починає "підганяти" свої об'єктивні наукові даних під еволюційні побудови.

1. Молекулярна палеонтологія - "молода" наукова дисципліна

Як і молекулярна біологія, молекулярна палеонтологія, але стосовно до викопних залишках, в першу чергу намагається дослідити основну молекулу, в якій закодована інформація про організм, тобто ДНК. Однак деякі важливі особливості того чи іншого виду можна виявити шляхом вивчення та інших біологічних макромолекул - білків, ліпідів, вуглеводів [1]. Внаслідок вкрай низькою схоронності ДНК в копалин зразках (см. Нижче) необхідно зробити висновок, що на даний момент найкращі дані отримані при дослідженні не ДНК, а білків. І так само залишиться в майбутній час, якого б прогресу ні досягли методи біологічних досліджень.

Результати експериментів молекулярних палеонтологів породжують дискусії і безліч суперечливих суджень. Це обумовлено наступними причинами:

- Відсутністю емпіричних даних про принципову можливість збереження біологічних макромолекул протягом тривалих, геологічних періодів часу. Умови та тривалість впливів (і навіть їх ймовірний перелік) не можна промоделювати в лабораторії.

- Як правило, малою кількістю вихідного біологічного матеріалу, що зазвичай не дозволяє провести досить вичерпне дослідження повторно.

- Унікальністю кожного зразка, оскільки неймовірно виявлення навіть двох копалин залишків, для яких все умовах їх збереження були б однаковими. Це призводить до того, що немає можливості коректно відтворити отримані тими чи іншими авторами аналітичні досліди.

- Великий ступенем забрудненості копалин зразків сторонніми високомолекулярними домішками (білками і нуклеїновими кислотами від супутніх бактерій, грибків і ін.), Що ускладнює ідентифікацію істинно ендогенного (тобто властивого самому зразком) матеріалу. Наприклад, виявлення в древніх зразках тільки амінокислот передбачає з необхідністю, що їх джерело - оригінальні стародавні білки.

У зв'язку з цим, значимість даних, отриманих в рамках молекулярної палеонтології, коректність її підходів і методів часто піддаються сумнівам, що відзначають провідні фахівці в цій області [1].

Початком молекулярної палеонтології може, мабуть, вважатися 1956 року, коли з скам'янілостей були вперше виділені білки [2], а в 1974 р шляхом реакції осадження з антисироваткою показана схоронність антигенних компонентів білків віком "70 млн. років" [3].

В цих старих роботах навряд чи з'ясовано, чи були ті біомолекули дійсно ендогенними для древніх зразків, або ж вони представляли собою результати більш "молодих" сторонніх забруднень бактеріями та / або грибками (артефакти): використані методологічні підходи, швидше за все, не дозволили отримати однозначні відповіді.

Правда, дані настільки ж старого дослідження 1976 [4] здаються більш адекватними: з останків молюска ("80 млн. Років") були виділені фрагменти гликопротеинов, у яких ідентифікований ділянку амінокислотноїпослідовності виявився аналогічний показнику білка такого ж, але сучасного молюска [4].

Піонерами робіт в галузі молекулярної палеонтології повинні вважатися, мабуть, польські автори з Краківського університету під керівництвом доктора Р. Павличка (R. Pawlicki). Почавши ще в 1960-х рр. вивчати кістки динозавра, вік якого був оцінений в 80 млн. років, вони протягом більш 30-ти років публікували результати своїх досліджень, причому у вельми солідних наукових журналах. У зразках кісток динозавра були виявлені під електронним мікроскопом судинні канали, виявлені волокна колагену і детектировать подібні остеоцитам (клітинам кісток) освіти. За допомогою імуногістохімічних і ін. Методів продемонстровано наявність в судинних стінках скам'янілої кістки вуглеводів, ліпідів і ДНК [5, 6] (повну бібліографію робіт польських авторів, див. Креаціоніста Марка Армітейдж [7]). Виявлені навіть еритроцити динозавра, що містять залізо [5]. Питання про них, що опинився одним з каменів спотикання в дискусії між еволюціоністами і креаціоністами, ми розглянемо нижче.

Однак. Незважаючи на те, що сукупність даних, отриманих польськими авторами, залишає враження високої достовірності, все-таки кожен досліджений показник по-окремо є тільки непрямим. Такі використані методи. Хоча вуглеводи, ліпіди і ДНК знаходяться в районі судинної стінки, немає однозначних доказів їх ендогенного (властивого самому зразком) походження. Цілком імовірно, що там біомолекули мікробів або грибків. Про видимі під мікроскопом структури, дуже схожі на остеоцити і еритроцити, можуть сказати, що це артефакти, обумовлені зовнішніми впливами на кістку протягом тривалого часу. Навіть те, що в районі еритроцитів виявлено набагато бoльшее вміст заліза [5], не є остаточним доказом: завжди можна припустити, що якісь залізовмісні бактерії чомусь облюбували саме ці місця в якийсь момент з багатьох мільйонів років.

Повторимо: здається дуже малоймовірним, що перераховані показники наявності розпавшихся фрагментів макромолекул в кістки динозавра в Кракові в сукупності своїй обумовлені артефактами (тим більше у світлі отриманих іншими дослідниками даних). Але "здається" - це не доказ.

З 1998 р припинилися публікації польських авторів на зазначену тему. Провідні молекулярні палеонтологи нині їх не цитують, що здається не тільки дивним, але і просто некоректним. Так, в обширному і інформативному огляді з молекулярної палеонтології за 2003 р доктора Мері Швейцер (MH Schweitzer) із США (відомої своїм гемоглобіном тиранозавра; нижче) немає жодного посилання на численні статті польських дослідників, хоча часто і розбираються набагато менш істотні дані інших авторів [1]. Ні зазначених посилань і в "програмної" експериментальної статті М. Швейцер з співавторами по біомолекул тиранозавра за 1997 г. [8]. Можна припустити, що вся справа в тих еритроцитах копалин ящерів, які (еритроцити), причому разом із самими тиранозавр, стали "кісткою в горлі", якщо не чим гірше, для доктора М. Швейцер (це буде видно нижче). Не хоче вона, мабуть, в 2003 г. [1] навіть згадувати про тиранозаврів з їх еритроцитами і, тому, дозволяє собі наукову несумлінність.

З розвитком імунохімічних методів дослідження в кінці 1970-х - початку 1980-х рр. стало можливим отримання більш однозначних результатів. При використанні антитіл (антисироваток тварин, імунізованих досліджуваними білками), котрі дізнаються тільки білки хребетних і навіть тільки конкретні типи цих білків (наприклад, альбумін, гемоглобін, колаген та ін.), Відпало питання про те, що ідентифіковані в копалин залишках макромолекули є результатом сторонніх забруднень бактеріями або грибками. У останніх немає білків, аналогічних за структурою альбуміну, коллагену і т.п., а з биомолекулами самих мікроорганізмів і грибків специфічні до білків хребетних антитіла не реагують.

В результаті, починаючи з кінця 1980-х гг. (Особливо ж - в 1990-х гг.) Молекулярна палеонтологія отримала відносно великий розвиток. Справедливості заради треба відзначити, що досягнення в імунохімічних методах визначення біомолекул дозволяли отримувати адекватні результати вже з середини 1970-х рр., Але з якихось причин (мабуть, суб'єктивного та фінансового характеру) молекулярні палеонтологи розпочали свої поглиблені вишукування тільки в 1990-х рр. І - молекулярну палеонтологію відносять нині до "молодої науці" [1].

Основна мета дисципліни - це, звичайно, спроби знайти еволюційні зв'язки на молекулярному рівні між тими чи іншими класами і сімействами тварин. Підкріпити, так би мовити, "наукові еволюційні побудови", причому бажано - на неодарвіністской, молекулярно-генетичному рівні, шляхом дослідження копалин ДНК [1]. Забігаючи вперед, дозволимо собі відразу сказати: все це, виходячи з поганий збереження стародавніх макромолекул і наявності безлічі артефактів - справа безнадійна (особливо для ДНК), але, безумовно, має великий рекламний відгук (згадаймо хоча б роман і фільм "Парк Юрського періоду ").

2. У якому вигляді зберігаються викопні залишки

Сама ідея, що лежить в основі молекулярної палеонтології, спочатку повинна здаватися будь-якому біохіміку і молекулярному біологу абсурдною. Справді: загальноприйнято, що біологічні макромолекули, внутрімолекулярні зв'язку в яких мають значну вільну енергію, не можуть бути стійкими протягом тривалих періодів часу просто за визначенням. Базове, "кухонно-наукове" поняття (не означає - невірне) - що органічні сполуки не здатні зберігатися протягом мільйонів років просто внаслідок термодинамічних процесів розпаду. Тління світу гріховного, як пишуть Святі Отці [9]. Та й мікроорганізми швидко руйнують органічні субстрати.

І дійсно, для які виявляються копалин залишків було постулировано їх скам'яніння з поступовим заміщенням органічних структур неорганічними речовинами (з низькою вільної енергією зв'язків, а тому - стабільними). Тільки так, вважали раніше, можуть зберігатися останки тварин віком десятки мільйонів років. Виключно у вигляді скам'янілостей і відбитків (а також хітину комах і дуже подібних панцирів черепах), причому в скам'янілості переходять не тільки скелети, а й м'які тканини.

Механізм останнього процесу обумовлений проникненням мінеральних речовин, що знаходяться у водних розчинах, в тканини загиблого організму з наступним заміщенням ними сполук, що спочатку складали органічні залишки. Процесу скам'яніння (fossilize; фоссилизации) крім останків тварин можуть піддаватися також останки

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7