В Бразилии изучили окаменелую кость динозавра возрастом 115 миллионов лет и обнаружили в ней крошечные структуры, похожие на красные кровяные клетки, а также молекулярные следы крови. Ученые называют это первым прямым молекулярным свидетельством того, что соединения из крови динозавра могли сохраниться внутри таких структур.

Находка, сделанная в формации Ромуальду на северо-востоке Бразилии, открывает редкую возможность заглянуть в биологию давно исчезнувших животных. Она также показывает, что окаменелости способны сохранять не только форму костей, но и мягкие ткани, а вместе с ними — биомолекулы, которые, как считалось, не доживают до наших дней.

Объектом исследования стал небольшой динозавр Aratasaurus museunacionali. Его окаменелость — исключительно хорошо сохранившаяся часть задней конечности. Сейчас она хранится в палеонтологическом музее на северо-востоке Бразилии. Когда-то образец находился в Национальном музее Бразилии, но в 2018 году страшный пожар уничтожил большую часть бесценной коллекции. Эта кость уцелела, потому что здание, где она хранилась, огонь не затронул. Само название динозавра отражает эту драматическую историю: Aratasaurus объединяет слова из языка тупи ara — «рожденный» и atá — «огонь», а species name museunacionali отсылает к музею. В целом это можно перевести как «динозавр, рожденный из пожара Национального музея».

Главный вопрос заключался в том, действительно ли найденные структуры являются биологическими остатками — то есть настоящими следами крови, — или же они возникли позже в процессе превращения ткани в камень. Важнейшая улика оказалась в их точном расположении: структуры находились только внутри сосудистых каналов кости, именно там, где у живых позвоночных находятся красные кровяные клетки. При этом в осадке, окружавшем окаменелость, ничего подобного не было. Это делает версию о внешнем загрязнении гораздо менее вероятной.

Исследователи рассмотрели и отбросили несколько альтернативных объяснений. В итоге они пришли к выводу, что с наибольшей вероятностью перед ними — подлинные окаменевшие остатки красных кровяных клеток.

Чтобы усилить вывод, команда также нашла два химических «отпечатка» крови. Речь идет о структурах, похожих на молекулы гема — важнейшего компонента гемоглобина, белка, который переносит кислород в крови. Химический анализ показал резкий контраст между породой вокруг кости и веществом внутри нее: в осадке преобладали соединения растительного и бактериального происхождения, а в самой кости доминировал характерный сигнал гема.

Дополнительные методы подтвердили наличие молекул, связанных с гемом, а также элементов железа, углерода и азота. Кроме того, ученые обнаружили аминокислоты, связанные с коллагеном — белком соединительной ткани.

Как такое могло сохраниться 115 миллионов лет? По мнению исследователей, динозавр был быстро погребен в среде с низким содержанием кислорода, что замедлило разложение. Однако кровь не осталась «свежей» в прямом смысле: микроскопические красные кровяные клетки в ходе фоссилизации превратились в минералы. Еще одним важным фактором могли стать минералы вроде гаусманнита, который способен действовать почти как антиоксидант — стабилизировать чувствительные органические молекулы и замедлять их распад.

Именно сочетание таких условий позволило сохранить биологическую информацию на молекулярном уровне — кровь и коллаген — намного дольше, чем ожидалось.

Сами структуры, похожие на красные кровяные клетки, оказались немного крупнее и более округлыми, чем клетки современных птиц и крокодилов. Это может быть связано с деформацией при окаменении. Но не исключено и другое: у динозавров, не относящихся к птицам, красные кровяные клетки могли иметь иную форму, чем у их современных родственников. Чтобы ответить на этот вопрос, нужны дополнительные исследования.

Тем не менее работа открывает новые возможности для изучения динозавров на клеточном уровне. По словам исследователей, данные микроскопии, минералогии, спектроскопии и молекулярной геохимии указывают в одном направлении: найденные структуры действительно являются окаменевшими клеточными остатками, содержащими следы молекул гема.

Особенно важно другое: исследование показывает, что молекулы, связанные с кровью, могут сохраняться более 110 миллионов лет при подходящих условиях. А значит, мягкие ткани в окаменелостях, возможно, гораздо устойчивее ко времени, чем считалось раньше.

Есть у открытия и более широкий смысл. В музеях по всему миру уже хранится огромный, во многом еще не раскрытый научный ресурс. Многие окаменелости не выглядят как эффектные экспонаты, но при этом могут сохранять ценнейшую молекулярную, химическую и даже экологическую информацию. Современные методы анализа позволяют возвращаться к образцам, собранным десятки лет назад, и задавать им совершенно новые вопросы об древней жизни.

В исследовании участвовали специалисты из Бразилии, Японии и США, а также ученые, которые собирали, сохраняли и изучали этот образец. Среди них названы Ренан Бантим, Антонио Сарайва, Жулиана Саяу, Александр Келлнер, Юта Исаи, Калум Фокс, Нана Огава, Ноа Охкочи и Джасмина Виманн.