Die molekulare Analyse eines 68 Millionen Jahre alten Tyrannosaurus rex-Proteins – zusammen mit dem von 21 modernen Arten – bestätigt, dass Dinosaurier eine gemeinsame Abstammung mit Hühnern, Straußen und in geringerem Maße Alligatoren haben.
Die Arbeit, die diese Woche in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, stellt die erste Verwendung molekularer Daten dar, um einen nicht-aviären Dinosaurier in einen phylogenetischen Baum zu setzen, der die Evolution der Arten nachzeichnet. Die Wissenschaftler berichten auch, dass eine ähnliche Analyse von 160.000 bis 600.000 Jahre alten Kollagenproteinsequenzen, die aus Mastodonknochen stammen, eine enge phylogenetische Beziehung zwischen dieser ausgestorbenen Art und modernen Elefanten herstellt.
„Diese Ergebnisse stimmen mit Vorhersagen aus der Skelettanatomie überein und liefern den ersten molekularen Beweis für die evolutionären Beziehungen eines nicht-aviären Dinosauriers“, sagt Co-Autor Chris Organ, Postdoktorand in organismischer und Evolutionsbiologie an der Harvard University.
„Obwohl wir nur sechs Peptide — nur 89 Aminosäuren — von T. rex hatten, konnten wir diese Beziehungen mit einem relativ hohen Grad an Unterstützung aufbauen. Mit mehr Daten, Wir würden wahrscheinlich das T sehen. rex verzweigen sich auf dem phylogenetischen Baum zwischen Alligatoren und Hühnern und Straußen, obwohl wir diese Position mit derzeit verfügbaren Daten nicht auflösen können.“
Das aktuelle Papier baut auf Arbeiten auf, die im vergangenen Jahr in Science veröffentlicht wurden. In diesem Papier, ein Team unter der Leitung von John M. Asara und Lewis C. Cantley, beide von Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) und Harvard Medical School
(HMS), zuerst erfasst und sequenziert winzige Stücke von Kollagen-protein aus T. rex. Für die aktuelle Arbeit verwendeten Organ und Asara und ihre Kollegen ausgeklügelte Algorithmen, um Kollagenproteine von mehreren Dutzend
Arten zu vergleichen. Das Ziel: T. rex mithilfe molekularer Beweise in den Stammbaum des Tierreichs aufzunehmen.
„Der größte Teil der Kollagensequenz wurde aus Protein- und Genomdatenbanken gewonnen, aber wir mussten auch einige kritische Organismen, einschließlich moderner Alligatoren und moderner Strauße, durch Massenspektrometrie sequenzieren“,
sagt Asara, Direktor der Mass Spectrometry Core Facility am BIDMC und Ausbilder für Pathologie an der HMS. „Wir haben festgestellt, dass T. rex, in der Tat, gruppiert mit Vögeln – Strauß und Huhn — besser als jeder andere Organismus, den wir untersucht haben. Wir zeigen auch, dass es Gruppen besser mit Vögeln als moderne Reptilien, wie Alligatoren und grüne Anole Eidechsen.“
Während Wissenschaftler lange vermutet haben, dass Vögel und nicht mehr als Reptilien die nächsten lebenden Verwandten der Dinosaurier sind, beruhte diese Hypothese jahrelang weitgehend auf morphologischen Ähnlichkeiten in Vogel- und Dinosaurierskeletten.
Die Reste von Dinosaurierprotein wurden einem fossilen Femur entrissen, der 2003 von John Horner vom Museum of the Rockies in einem unfruchtbaren, fossilreichen Landstrich zwischen Wyoming und Montana entdeckt wurde. Mary H. Schweitzer von der North Carolina State University (NCSU) und dem North Carolina Museum of Natural Sciences entdeckte 2005 die Weichteilkonservierung im T. rex-Knochen; Asara beteiligte sich an der Analyse des Kollagenproteins aufgrund seiner Expertise in Massenspektrometrietechniken, mit denen winzige Proteinmengen aus menschlichen Tumoren sequenziert werden können. Während es unmöglich erscheint, DNA aus dem Knochen zu retten, konnte Asara wertvolle Proteinsplitter extrahieren.
Die aktuelle Arbeit von Organ und Asara legt nahe, dass das extrahierte Protein aus dem versteinerten Dinosauriergewebe authentisch ist und nicht von einer lebenden Spezies stammt.
„Diese Ergebnisse unterstützen den endogenen Ursprung der konservierten Kollagenmoleküle“, schreiben die Forscher.
Orgel, Asara, Schweitzer und Cantley’s co-Autoren auf dem Science paper sind Wenxia Zheng von NCSU und Lisa M. Freimark von BIDMC. Ihre Forschung wurde von den National Institutes of Health, der National Science
Foundation, der Paul F. Glenn Foundation und der David and Lucile Packard Foundation finanziert.