هنگامی که مری شوایتزر، دیرینه شناس از دانشگاه کارولینای شمالی، بافت نرم دایناسورها را در فسیل ها کشف کرد، این سوال قبل از علم فعلی موجودات باستانی مطرح شد: آیا ما هرگز قادر خواهیم بود DNA اصلی دایناسورها را پیدا کنیم. با کمک او، ما قادر خواهیم بود این حیوانات عجیب و غریب را بازسازی کنیم؟

یافتن پاسخ های صریح برای این سؤالات اصلاً آسان نیست. دکتر شوایتزر موافقت کرده است که با ما در مورد آنچه امروز در مورد مواد ژنتیکی دایناسورها می دانیم و آنچه می توانیم در آینده انتظار داشته باشیم صحبت کند.

آیا می توان DNA را از فسیل ها به دست آورد؟

این سوال باید به درستی این باشد: "آیا حتی امکان بدست آوردن DNA دایناسور وجود دارد"؟ استخوان ها از ماده معدنی هیدروکسی آپاتیت ساخته شده اند که بسیار شبیه به DNA و سایر پروتئین ها است. امروزه در آزمایشگاه ها از این دانش برای تعیین آنها استفاده می شود. استخوان های دایناسورها به مدت 65 میلیون سال در زمین خوابیده اند و احتمال زیادی وجود دارد که اگر شروع به جستجوی مولکول های DNA در آنها کنیم، فرصتی برای یافتن آنها داریم. و این به این دلیل است که برخی از مولکول‌های زیستی می‌توانند به این ماده معدنی بچسبند.

بنابراین مشکل یافتن DNA در استخوان‌ها نیست، بلکه اثبات این است که اینها در واقع مولکول‌های دایناسور هستند و نه DNA که از منابع احتمالی دیگر می‌آیند.

آیا ما هرگز قادر به بازسازی DNA اصلی از استخوان دایناسور خواهیم بود؟ پاسخ علمی بله است. هر چیزی ممکن است تا زمانی که خلاف آن ثابت شود. آیا اکنون می توانیم عدم امکان جداسازی DNA دایناسورها را اثبات کنیم؟ نه، نمی توانیم. آیا ما در حال حاضر مولکول اصلی را با ژن دایناسور داریم؟ ما هنوز نگرفتیم.

چه مدت می توان DNA را حفظ کرد تا ثابت کرد که متعلق به دایناسور است و همراه با مقداری ناخالصی وارد نمونه در آزمایشگاه نشده است؟

بسیاری از دانشمندان بر این باورند که DNA فقط برای مدت نسبتاً کوتاهی قابل حفظ است. آنها معتقدند که مولکول ها می توانند در بهترین حالت یک میلیون سال دست نخورده دوام بیاورند و مطمئناً نه 5-6 میلیون سال. چنین نظری امید ما به دیدن DNA موجوداتی که بیش از 65 میلیون سال پیش زندگی می کردند را از بین می برد. اما این اعداد از کجا آمده اند؟

دانشمندان درگیر در این تعیین، مولکول‌های DNA را در اسید داغ قرار دادند و مدت زمان تجزیه مولکول‌ها را اندازه‌گیری کردند. دمای بالا و اسیدیته برای شبیه سازی اثرات طولانی مدت عوامل مختلف استفاده شد. با توجه به نتایج این آزمایشات، بسیار سریع خراب می شود.

با استفاده از یکی از این آزمایش‌ها، که تعداد مولکول‌های استخراج‌شده با موفقیت از نمونه‌های سنین مختلف (از چند صد تا ۸۰۰۰ سال قدمت) را مقایسه می‌کرد، به این نتیجه رسیدند که هر چه نمونه قدیمی‌تر باشد، تعداد مولکول‌های به‌دست‌آمده کمتر است.

سرعت پوسیدگی نیز مدل‌سازی شد و دانشمندان پیش‌بینی کردند، اگرچه ادعاهای خود را آزمایش نکردند، اما احتمال یافتن DNA در استخوان‌های کرتاسه بسیار بعید است. به طرز عجیبی، همین تحقیق نشان داد که سن نمی تواند تجزیه یا حفظ DNA را توضیح دهد.

از سوی دیگر، ما چهار خط مستقل شواهد داریم که نشان می‌دهد مولکول‌های شیمیایی مشابه DNA را می‌توان در سلول‌های استخوان‌های ما قرار داد، و بنابراین می‌توانیم همین را برای یافته‌های موجود در استخوان‌های دایناسور فرض کنیم.

بنابراین، ما DNA را از استخوان‌های دایناسور استخراج کرده‌ایم، چگونه مطمئن شویم که بخشی از آلودگی بعدی نیست؟

حقیقت این است که ایده حفظ DNA برای مدت طولانی شانس کمی برای موفقیت دارد. و به همین دلیل است که هر کشفی از DNA دایناسور واقعی باید تحت معیارهای بسیار سختگیرانه قرار گیرد.

ما موارد زیر را پیشنهاد می کنیم:

1. 1. امروزه ما بیش از 300 شخصیت را می شناسیم که دایناسورها را به پرندگان پیوند می دهند و به طور قطع ثابت می کنند که پرندگان از دایناسورهای تروپود برخاسته اند. یک رشته DNA به دست آمده از استخوان باید حداقل برخی از این ویژگی های مشترک را داشته باشد.

بنابراین، DNA دایناسورهای جدا شده از استخوان های آنها باید بیشتر شبیه به ماده ژنتیکی پرندگان باشد تا کروکودیل ها. در عین حال، هم با یکی و هم با دیگری متفاوت است. و در عین حال، باید با هر DNA امروزی متفاوت باشد.

2. اگر معلوم شود که DNA واقعی دایناسور است، احتمالاً فقط قطعاتی از رشته است. ما می‌توانیم آن‌ها را با روش‌های فعلی‌مان بسیار دشوار تجزیه و تحلیل کنیم، زیرا آنها برای توالی‌بندی DNA کامل فعلی طراحی شده‌اند.

اگر DNA یک تیرانوزاروس از زنجیره‌های بلندی تشکیل شده باشد که می‌توانیم نسبتاً به راحتی آن‌ها را رمزگشایی کنیم، پس احتمالاً با آلودگی سر و کار داریم نه DNA واقعی دایناسور.

3. مولکول DNA در مقایسه با سایر ترکیبات شیمیایی نسبتاً بزرگ در نظر گرفته می شود. و بنابراین، اگر DNA معتبر در نمونه وجود داشته باشد، مولکول های پایدارتر دیگری مانند کلاژن نیز باید وجود داشته باشد.

در عین حال، حتی با وجود این مولکول های پایدارتر، لازم است ارتباط با پرندگان و کروکودیل ها نظارت شود. علاوه بر این، ما همچنین می‌توانیم لیپیدهایی را در فسیل‌ها پیدا کنیم که بخشی از غشای سلولی هستند. لیپیدها نسبت به پروتئین ها یا مولکول های DNA پایدارتر هستند.

4. اگر پروتئین ها و DNA از دوره مزوزوئیک حفظ شده باشد، وابستگی دایناسورها باید با روش های علمی غیر از تعیین توالی تایید شود. به عنوان مثال، واکنش پروتئین ها به آنتی بادی های خاص ثابت می کند که آنها در واقع پروتئین های بافت نرم هستند و آلودگی از سنگ ها نیستند.

در جریان تحقیقات خود، توانستیم با موفقیت ماده ای را که از نظر شیمیایی شبیه به DNA است، در داخل سلول های استخوانی تیرانوزاروس پیدا کنیم. ما از هر دو روش توالی یابی DNA و واکنش های آنتی بادی و پروتئینی که برای DNA مهره داران معمول هستند استفاده کردیم.

5. و در نهایت، و بسیار مهمتر، تمام مراحل هر تحقیق باید به شدت کنترل و تایید شود. در کنار نمونه‌هایی که در آنها به دنبال DNA می‌گردیم، باید مواد افزودنی سنگ‌ها را نیز بررسی کنیم و همچنین تمام ترکیبات شیمیایی مورد استفاده در آزمایشگاه را پایش کنیم.

بنابراین آیا هرگز امکان شبیه سازی یک دایناسور وجود خواهد داشت؟

به یک معنا بله. شبیه سازی معمولاً در آزمایشگاه با قرار دادن یک قطعه شناخته شده DNA در یک پلاسمید باکتری انجام می شود.

این قطعه هر بار که سلول تقسیم می شود، تکثیر می شود و کپی های زیادی از DNA یکسان ایجاد می کند.

روش دوم شبیه سازی شامل قرار دادن کل مجموعه DNA در یک سلول زنده است که هسته آن قبلاً از آن جدا شده است. سپس این سلول در ارگانیسم قرار می گیرد و سلول اهدا کننده شروع می شود روند رشد فرزندی را کنترل کنید که کاملاً مشابه اهداکننده باشد.

گوسفند معروف دالی نمونه ای از روش دوم شبیه سازی است. وقتی مردم شبیه سازی یک دایناسور را تصور می کنند، معمولاً چیزی مشابه در ذهن دارند. اما این فرآیند به طرز غیرقابل تصوری پیچیده است، و اگرچه این یک فرض علمی نیست، اما این احتمال وجود دارد که ما همیشه بتوانیم بر تمام تفاوت‌های بین بخش‌های DNA استخوان‌های دایناسور و حیوانات مدرن غلبه کنیم تا بتوان فرزندان زنده‌ای را به دنیا آورد. آنقدر کوچک که من آن را در رده "غیرممکن" قرار می دهم.

فقط به این دلیل که احتمال ایجاد یک "پارک ژوراسیک" ناچیز است، به این معنی نیست که ایجاد DNA اولیه یک دایناسور یا مولکول دیگر از بقایای باستانی غیرممکن است. در واقع، این مولکول ها می توانند چیزهای بیشتری را به ما بگویند. به هر حال، تمام تغییرات رشدی ابتدا در ژن ها اتفاق می افتد و در مولکول های DNA آشکار می شود.

بازسازی مولکول‌های نمونه‌های فسیلی دایناسورها نیز می‌تواند چیزی در مورد منشاء و گسترش تغییرات مختلف رشدی مانند پر کردن به ما بگوید.

ما همچنین این فرصت را داریم که اطلاعات کمی در مورد طول عمر مولکول ها در شرایط طبیعی به طور مستقیم و نه در آزمایشگاه از طریق آزمایش به دست آوریم.

هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری در تجزیه و تحلیل مولکولی فسیل ها وجود دارد، و ضروری است که با نهایت احتیاط پیش برویم و داده هایی را که به دست می آوریم تأیید کنیم. هنوز چیزهای جالبی برای یادگیری از مولکول های حفظ شده در فسیل ها وجود دارد که قطعاً مستحق بررسی بیشتر است.