att lägga mer kött på teorin om att dinosauriernas närmaste levande släktingar är dagens fåglar, molekylär analys av en strimla av 68 miljoner år gamla Tyrannosaurus rex protein-tillsammans med 21 moderna arter-bekräftar att dinosaurier delar gemensamma anor med kycklingar, strutsar och i mindre utsträckning alligatorer.
arbetet, som publicerades i veckan i tidskriften Science, representerar den första användningen av molekylära data för att placera en icke-aviär dinosaurie i ett fylogenetiskt träd som spårar utvecklingen av arter. Forskarna rapporterar också att liknande analys av 160 000-600 000 år gamla kollagenproteinsekvenser härledda från mastodonben etablerar ett nära fylogenetiskt förhållande mellan den utdöda arten och moderna elefanter.
”dessa resultat matchar förutsägelser gjorda av skelettanatomi, vilket ger det första molekylära beviset för de evolutionära förhållandena hos en icke-aviär dinosaurie”, säger medförfattare Chris Organ, en postdoktoral forskare i organismisk och evolutionär biologi vid Harvard University.
”även om vi bara hade sex peptider — bara 89 aminosyror — från T. rex, kunde vi etablera dessa relationer med en relativt hög grad av stöd. Med mer data skulle vi troligen se T. rex-gren på det fylogenetiska trädet mellan alligatorer och kycklingar och strutsar, men vi kan inte lösa denna position med för närvarande tillgängliga data.”
det aktuella papperet bygger på arbete som rapporterades i Science förra året. I det pappret, ett team som leds av John M. Asara och Lewis C. Cantley, båda Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) och Harvard Medical School
(HMS), först fångade och sekvenserade små bitar av kollagenprotein från T. rex. För det nuvarande arbetet använde Organ och Asara och deras kollegor sofistikerade algoritmer för att jämföra kollagenprotein från flera dussin
arter. Målet: att placera T. rex på djurrikets släktträd med hjälp av molekylära bevis.
”det mesta av kollagensekvensen erhölls från protein-och genomdatabaser men vi behövde också sekvensera några kritiska organismer, inklusive modern alligator och modern struts, genom masspektrometri”, säger Asara, chef för masspektrometrikärnanläggningen vid BIDMC och instruktör i patologi vid HMS. ”Vi bestämde att T. rex, faktiskt grupperad med fåglar-struts och kyckling — bättre än någon annan organism som vi studerade. Vi visar också att det grupper bättre med fåglar än moderna reptiler, såsom alligatorer och gröna anole ödlor.”
medan forskare länge har misstänkt att fåglar, och inte mer basala reptiler, är dinosaurs närmaste levande släktingar, i åratal vilade den hypotesen till stor del på morfologiska likheter i fågel-och dinosaurieskelett.
resterna av dinosaurieprotein wrested från en fossil lårben upptäcktes 2003 av John Horner från Museum of the Rockies i en karg fossilrik landsträcka som sträcker sig över Wyoming och Montana. Mary H. Schweitzer från North Carolina State University (NCSU) och North Carolina Museum of Natural Sciences upptäckte mjukvävnadsbevarande i T. rex-benet 2005; Asara blev involverad i analys av kollagenproteinet på grund av sin expertis inom masspektrometritekniker som kan sekvensera små mängder protein från humana tumörer. Medan det verkar omöjligt att rädda DNA från benet, kunde Asara extrahera värdefulla proteinskivor.
det nuvarande arbetet av Organ och Asara antyder att det extraherade proteinet från den fossiliserade dinosaurievävnaden är äkta, snarare än förorening från en levande art.
”dessa resultat stöder det endogena ursprunget för de bevarade kollagenmolekylerna”, skriver forskarna.
Organ, Asara, Schweitzer och Cantleys medförfattare på Science paper är Wenxia Zheng från NCSU och Lisa M. Freimark från BIDMC. Deras forskning finansierades av National Institutes of Health, National Science
Foundation, Paul F. Glenn Foundation och David och Lucile Packard Foundation.