Объясняет ли «тостовая модель» устойчивость ископаемых белковых структур?
Около 10 лет назад я начал отслеживать сообщения об обнаружении мягких тканей в окаменелостях. По состоянию на 2013 год я составил список из около 40 статей из технических журналов, которые описывают или буквально мягкие ткани, или остатки тканей, включающих фрагменты белка и оригинальные органические молекулы в очень древних окаменелостях.1
Вместе с ведущим радиопрограммы «Реальная наука» (Real Science Radio) Бобом Ениартом я продолжаю обрабатывать этот онлайн-список, который продолжает рости.2 В ноябре 2018 он пересек отметку в 101 статью из научных журналов. Мы считаем этот список «101-ой причиной пересмотреть длинные эпохи времени».
Каждая статья лишь усиливает дилемму, хотя недавно опубликованный в онлайн-журнале Nature Communications (NComms)3 труд претендует на решение этой дилеммы о том, почему неокаменелые мягкие ткани все еще присутствуют, когда эксперименты с искусственным распадом показывают, что мягкие ткани могут храниться неизменными тысячи, но не миллионы лет.
В новостях Йельского университета (Yale News), ссылаясь на результаты исследования, опубликованного в NComms, сравнивается описанная в исследовании модель сохранения мягких тканей с изменением цвета ломтика хлеба, которое мы можем наблюдать во время приготовления тостов.4 Мы назовем это новое объяснение «тостовой моделью».
Но поддерживают ли опубликованные авторами исследования подробности утверждения, что «поджаренные» белки так или иначе противостоят воздействию микробов, кислорода и воды в течение миллионов лет? Мы хотим отметить два преимущества и пять недостатков этой модели.
Наши опровержения оставляют факт сохранения оригинальных неокаменелых тканей такой же загадкой для светского мышления, как и раньше.
Попытки объяснить неокаменелые мягкие ткани
Авторы «тостовой модели» сформулировали основную проблему: «Максимальное время существования оригинального белкового вещества в твердых тканях позвоночных оценивается в 3,8 млн лет, хотя об остатках белковых молекул сообщалось даже с еще более древних пород» .3
Точные оценки распада белков вытекают из кривых распада на основе проведенного в искусственных условиях эксперимента, которые показывают лучшие сценарии выживания белков.5 Авторы статьи в NComms приняли цифру в 3,8 млн лет, согласно исследованиям, которые не полностью базировались на экспериментах с искусственным распадом.
Теории, которые были предложены для объяснения сохранения оригинальных биоорганических веществ в окаменелостях в течении миллионов лет.
Мы с доктором Кевином Андерсоном из Общества креационных исследований (Creation Research Society) воссоздали подобные исследования с искусственным распадом. Наши первоначальные, неопубликованные результаты свидетельствуют о том, что даже 500 000 гипотетических лет является неправдоподобными для распада коллагена свиной кости при прогнозируемой температуре диагенеза 10°C.
Эти исследования не включают влияние микроорганизмов или радиационное облучение, хотя оба повреждают большие сложные молекулы. В любом случае, оба значения бросают вызов длинным эпохам, ведь оригинальные биохимические соединения встречаются в окаменелостях, возраст которых оценивают на два порядка больше 3,8 млн лет.
Время сохранения ископаемых мягких тканей нельзя разумно растягивать настолько, не говоря уже о возрасте, который во много раз превышает эти пределы, поэтому секуляристы ищут другие способы защитить свою веру в глубокое время от данных, которые это отрицают.
Униформисты предложили не менее пяти сценариев объяснения сохранения ископаемых белков в течение миллионов лет, которые должны были бы уничтожить все оригинальные биоорганические соединения. Таблица описывает эту историю. (*Бакли и другие косвенно опровергли биоминерального адгезию к ее публикации в 2011 году, уже измерив скорость распада костного коллагена с учетом биоминеральной адгезии.)
Рецензированные статьи из советских научных изданий и креационные исследования опровергли все пять основных попыток объяснить мягкие ткани или оригинальную биохимию динозавров и других окаменелостей. Будет ли «тостовая модель» первой версией, которая избежит опровержения во время научной проверки?
Ниже я предлагаю пять причин, почему «тостовая модель» является шестой неудачной попыткой объяснить оригинальную биохимию в окаменелостях.
Что такое «тостовая модель»?
Команда исследователей из NComms отметила темную окраску мягких тканей или вокруг них, которое они обнаружили в выбранных костях динозавров и других окаменелостях, как показано на рис. 1.
Подогрев кусочков современной кости на горячей плите в течение не более 60 минут также дало потемнений этих белков. Исследователи обнаружили сходство в спектре КРС (спектроскопия комбинационного рассеяния света или эффект Рамана) между современными «поджаренными» образцами кости и костями, зубами и чешуей из окаменелостей. Раманова спектроскопия обнаруживает химические связи, которые помогают идентифицировать химию образца.
Частично полимеризованные мягкие ткани с деминерализованной кости диплодока, аллозавра и апатозавра. Изображения показывают остатки остеоцитов (oc), лакуны остеоцитов (ocl), кровеносный сосуд (bv), внеклеточный матрикс (ecm) и базальную пластинку (bslm).
Авторы исследования в NComms отметили, что белки сшиваются как у настоящих, так и у искусственных окаменелостях («поджаренные образцы» твердых тканей). Далее они утверждают, что процесс окаменения «поджаривает» биохимические вещества и превращает их в устойчивые соединения. Сшивания касается реакций, которые образуют ковалентные связи между пептидами и/или липидами.
Ежедневно внутри клеток происходит образование определенных химических веществ, называемых N-гетероциклическими полимерами. Полимеры имеют различные размеры и конфигурации. Они включают конечные продукты гликирования (AGE – Advanced Glycoxidation Endproducts) и перекисного окисления липидов (ALE – Advanced Lipoxidation Endproducts). Здоровые клетки могут выводить наружу это мусор. После гибели клетки эти полимеры могут накапливаться – особенно при нагревании. N-гетероциклические полимеры – относительно крупные молекулы, которые могут храниться дольше, чем менее стабильные белки, из которых они возникли.
Авторы исследования в NComms обобщили «тостовую модель» следующим образом:
«Образование белкового материала коричневого цвета, а впоследствии и небелковых AGE и ALE, дает объяснение очевидной аномалии распространенного морфологического и молекулярного сохранения мягких тканей в твердых тканях ископаемых позвоночных. И AGE, и ALE демонстрируют гидрофобное поведение через химический характер их внутренних связей, которые, в свою очередь, защищают связанные пептиды от гидролиза».
Интенсивное сшивания белков, вызванное термоокислительным действием, приводит к гидрофобным, усиленным каркасам AGE/ALE, устойчивым к разрушению микроорганизмами. Это объясняет сохранение нестабильных мягких тканей в определенных химических средах в течение глубокого времени.3
Они предполагают, что N-гетероциклические полимеры могут храниться миллионы лет. Они также утверждают, что полимеры также защищают белки в течение миллионов лет.
Без сомнения, некоторые униформисты увлекаются этой идеей объяснения того, что когда-то было аномалией, а сейчас только «условной аномалией». Но действительно ли данные поддерживают эту позицию?
Два преимущества «тостовой модели» молекулярного сохранения
Действительно ли белки распадаются на аминокислоты или пептиды, которые сшиваются, образуя N-гетероциклические полимеры? Да, и этому процессу, вероятно, уделяется слишком мало внимания в литературе, касающейся оригинальной биохимии в окаменелостях.
Читатели могут подумать, что биоорганические вещества – это результат распада крупных белков (decaying "downhill") до крошечных химических соединений. Вместо этого следует признать, что по крайней мере часть оригинальных белков может «усложниться» (go "uphill") в результате зашивания и стать более устойчивыми полимерами.17
Еще одна заслуга «тостовой модели» состоит в том, что она определяет и объясняет, почему мягкие ткани некоторых окаменелостей выглядят темнее других.
Окисление во время окаменения (вероятно, в начале процесса) может превратить белки в небелки. Аналогично это объясняет различие спектров КРС между ископаемой и современной костью. Несколько лет назад я получил спектры КРС для древних костей (как тонкие срезы, так и измельченные в порошок) разного возраста (данные не опубликованы). Я заметил спектральные различия между современной костью и древней костью динозавра, как и объясняет «тостовая модель».
Несмотря на эти преимущества, возникают проблемы с утверждением, что полимеры могут защищать белки в течение миллионов лет.
Пять недостатков «тостовой модели»
1. Как насчет мягких тканей светлого, а не темного цвета в окаменелостях?
В 2016 году исследователи описали глицин, аланин, пролин, лейцин, лизин, гидроксипролин и гидроксилизин в кровеносных сосудах с мезозойских костей, найденных в Польше. Ученые использовали другие методы для выявления гистидина, аспарагина и цистеина или цистина.18
На изображении выше (b) показана взаимосвязанная сеть прозрачных сосудов, взятых из образца кости T. rex, тогда как (g) – прозрачные кровеносные сосуды трицератопса.Больше времени означает больше возможностей для сшивания, «поджаривания» и потемнения. Почему через 247 млн лет все эти остатки не окислились до потемневших продуктов распада, включая N-гетероциклические полимеры, а также почему эти продукты распада не превратились в пыль?
Как «тостовая модель» объясняет очевидно белые соединительные ткани T. rex, данные о которых были опубликованы в 2005 году в Science,19 или прозрачные костные клетки T. rex и кровеносные сосуды трицератопса, опубликованные в 2007 году в Proceedings of the Royal Society B20 (рис. 2)? Данная модель совсем не объясняет такие абсолютно «неподжариванные» мягкие ткани динозавров.
2. Микробы против молекул
Будем снисходительны и предположим, что полимеры защищают белки от воздействия микробов в течение миллионов лет. Несмотря на это, никакие объективные факты не подтверждают утверждение, что такие полимеры могут защитить белки от гидролиза, химического распада вследствие реакции с молекулами воды.
Химические реакции невозможно выключить. Даже в устойчивом к воздействию микроорганизмов полимере вскоре появятся трещины. Он не может противостоять химическим веществам, таким как кислород, который также легко реагирует с неустойчивыми молекулами даже под землей.
Действительно, более крепкие искусственные полимеры начинают разрушаться в течение времени жизни одного человека, поэтому на каком основании мы должны считать, что в целом хрупкие AGE могут сохраняться в течение хотя бы одного миллиона лет?
Микробы – это только часть проблемы. Можно представить себе способы сдержать микроорганизмы на некоторое время, хотя даже они потребляют полимеры,21 но как изолировать образец от кислорода? Геохимия этого не знает.
3. Противоречивый результат
Исследования в NComms содержало схему, которая заключает спектральные изменения КРС и потемнение цвета вместе с иллюстрациями увеличения степени сшивания в древних и искусственно состаренных образцах. Рисунок 2с в исследовании показывает удивительный результат: яичная скорлупа египетского псамморниса (вымершей птицы, подобной страусу) в возрасте 3000 лет содержала больше сшивок, чем яичная скорлупа овираптора Heyuannia возрастом 66 млн лет из Китая. Авторы исследования написали непонятное (не-) объяснение этого результата:
«Окислительные сшивания уже присутствуют у Psammornis rothschildi (3 тыс лет, рис. 2) и были заметны после экспериментального старения при 60 ° С в течение 10 мин., что позволяет предположить, что окислительное сшивание – это ранний диагенетический процесс, который зависит от химических условий в среде осаждения, а также более поздних диагенетических процессов, а не от повышения температуры через погребение».3
Итак, следует относить сшивание к повышенной температуре, химических условий, ранних диагенетических процессов, поздних диагенетических процессов, или к чему? Если «тостовая модель» работает, то старшие образцы должны выглядеть темнее молодых. Но настоящий результат противоположен.
4. Отсутствует эксперимент по долголетию
Одно дело – выяснить утверждение, другое – подтвердить его. Спектральные изменения КРС, а также изменение цвета свидетельствуют о химических превращениях в белках ископаемых костей.
Белки могут сшиваться, превращаясь в устойчивые полимеры. Однако какие данные подтверждают историю о том, что эти полимеры «защищают пептиды ... в течение долгих периодов времени»3 или хотя бы то, что микробы их не разрушают? Исследователи считают, что полимерные молекулы сохраняют белки в течение миллионов лет, так как возраст окаменелостей, которые содержат белок, составляет миллионы лет. Это круговая аргументация, а не настоящая наука.
Можно ли проверить долговечность этих полимеров «поджаренного» белка экспериментально, вместо того, чтобы просто делать выводы? Да, но исследование NComms не показывают такого эксперимента. Оно предлагает данные в поддержку сшивания, но не молекулярной защиты – и точно не для молекулярной защиты, которое может длиться миллионы лет.
«Тостовая модель» требует окисления для сшивания пептидов в полимеры. Однако окисление расщепляет биомолекулы, включая пептиды, быстрее, чем они могли бы превратиться в большие структуры.14 Правильный эксперимент с распадом, бесспорно, подтвердил бы окислительный распад полимеров.22 Тогда идея полимерной защиты сама бы стала тостом.
5. Слишком хрупкий
Наконец, «тостовая модель» не объясняет эластичные ткани. В такой ткани большинство оригинальных белков являются сшитыми в пробковую термостойкую оболочку вокруг остатков белка. Как это объясняет вполне мягкую, податливую ткань?
Остатки гибкой соединительной ткани с позвонка Thescelosaurus (GDFM07.003, Музей динозавров и окаменелостей в Глендайв, Монтана, США) почти не имеют признаков твердости вследствие окислительного сшивания.
Например, палеонтолог из Университета штата Северной Каролины, доктор Мэри Швейцер, записала видео, как соединительная ткань T. rex растягивается и возвращается обратно в предыдущее состояние.23 Аналогично, на рис. 3 изображен кадр с DVD фильма Echoes of the Jurassic.24 На этом фото исследователь пинцетом растягивает эластичную соединительную ткань, добытую из необработанного позвонка тесцелозавра (Thescelosaurus) из меловой системы.
Марк Армитаж и Кевин Андерсон опубликовали свое описание упругого слоя мягких тканей, извлеченных из сердцевины рога трицератопса, который был найден в поверхностных слоях.8 Несмотря на это светская датировка утверждает, что возраст отложений, где был найден рог, составляет примерно 70 млн лет.
Чтобы не быть голословными, окаменелости придонных трубчатых червей докембрия с эволюционным возрастом 551 млн лет были абсолютно гибкими, без «поджарки». Опубликовав работу в Journal of Paleontology, авторы исследования писали:
«Минералы не заместили ни одной части мягких тканей, а органический углерод-содержащий материал стенки является первичным [не измененный], сохраняя оригинальные слои стенки, ее текстуру и ткани».
Они описали оболочку червя как «еще гибкую, о чем свидетельствует возвращение в прежнее состояние при ее деформации».25
Вывод
Объясняет ли «тостовая модель», каким образом мягкие ткани могут храниться миллионы лет? AGE и т.п. могут помочь защитить некоторые остатки белка вокруг от разрушений в результате воздействия радиации, микробов и неустанных деструктивных химических реакций в течении тысяч лет. Но это не объясняет никаких особенностей полностью гибкой, «неподжаренной» структуры ткани, найденной в других окаменелостях.
Чтобы показать, что AGE хранятся миллионы лет, нужно экспериментально проверить долговечность полимеров. Этого никто не сделал. В результате, единственный способ прийти к выводу, что «тостовая модель» объясняет устойчивость белков в течение миллионов лет, – это прежде всего предположить, что окаменелости, у которых еще есть белки, находились в земле в течение миллионов лет. Такой подход оставляет вопрос открытым.
По этим причинам мы предполагаем, что «тостовая модель» поможет объяснить определенные особенности окаменелостей, но другие открытия мягких тканей и в дальнейшем не будут отвечать «тостовой модели».
Наиболее практическое объяснение устойчивости всех ископаемых белков до сих пор кроется в сокращении эволюционного временного масштаба к библейскому. Недавний Потоп Ноя объясняет устойчивость органических веществ в окаменелостях, включая целыми тканями, просто стирая униформистскую потребность в длинных промежутках времени.
Только благодаря нескольким тысячам лет библейской истории и Потопа Ноя, который объясняет существование такого большого количества окаменелостей, оригинальные белки в окаменелостях становятся на свои места.
-
[^1]:Thomas, B. 2013. [A Review of Original Tissue Fossils and Their Age Implications](https://www.icr.org/i/pdf/technical/Original-Tissue-Fossils-and-Age-Implications.pdf). In Proceedings of the Seventh International Conference on Creationism. M. Horstmeyer, ed. Pittsburgh, PA: Creation Science Fellowship.
[^2]:[List of Biomaterial Fossil Papers (maintained)](https://docs.google.com/spreadsheets/d/1eXtKzjWP2B1FMDVrsJ_992ITFK8H3LXfPFNM1ll-Yiw/edit#gid=0). Online document, accessed November 20, 2018.
[^3]:Wiemann, J. et al. 2018. [Fossilization transforms vertebrate hard tissue proteins into N-heterocyclic polymers](https://www.nature.com/articles/s41467-018-07013-3). Nature Communications. 9: 4741.
[^4]:Shelton, J. [A toast to the proteins in dinosaur bones](https://news.yale.edu/2018/11/09/toast-proteins-dinosaur-bones). Yale News. Posted on news.yale.edu November 9, 2018, accessed November 14, 2018.
[^5]:Buckley, M. and M. J. Collins. 2011. [Collagen survival and its use for species identification in Holocene-lower Pleistocene bone fragments from British archaeological and paleontological sites](https://www.pagepress.org/journals/index.php/antiqua/article/view/antiqua.2011.e1/pdf_1). Antiqua. 1 (1): e1.
[^6]:Kaye, T. G., G. Gaugler, and Z. Sawlowicz. 2008. [Dinosaurian Soft Tissues Interpreted as Bacterial Biofilms](https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0002808). PLoS ONE. 3 (7): e2808.
[^7]:Schweitzer, M. H., A. E. Moyer, and W. Zheng. 2016. [Testing the Hypothesis of Biofilm as a Source for Soft Tissue and Cell-Like Structures Preserved in Dinosaur Bone](https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0150238). PLoS ONE. 11 (2): e0150238.
[^8]:Armitage, M. H. and K. L. Anderson. 2013. Soft sheets of fibrillar bone from a fossil of the supraorbital horn of the dinosaur Triceratops horridus. Acta Histochemica. 115 (6): 603-608.
[^9]:San Antonio, J. D. et al. 2011. [Dinosaur Peptides Suggest Mechanisms of Protein Survival](https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0020381). PLoS ONE. 6 (6): e20381.
[^10]:Buckley, M. et al. 2008. [Comment on “Protein Sequences from Mastodon and Tyrannosaurus rex Revealed by Mass Spectrometry.”](https://www.science.org/doi/10.1126/science.1147046) Science. 319 (5859): 33c.
[^11]:Edwards, N. P. et al. 2011. [Infrared mapping resolves soft tissue preservation in 50 million year-old reptile skin](https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3169023/). Proceedings of the Royal Society B. 278 (1722): 3209-3218.
[^12]:Schweitzer, M. H. et al. 2014. [A role for iron and oxygen chemistry in preserving soft tissues, cells and molecules from deep time](https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspb.2013.2741). Proceedings of the Royal Society B. 281 (1775): 20132741.
[^13]:DeMasa, J. M. and E. Boudreaux. 2015. Dinosaur Peptide Preservation and Degradation. Creation Research Society Quarterly. 51 (4): 268-285.
[^14]:Anderson, K. 2016 [Dinosaur Tissue: A Biochemical Challenge to the Evolutionary Timescale](https://answersingenesis.org/fossils/dinosaur-tissue/). Answers in Depth. Posted on answersingenesis.org October 20, 2016, accessed November 21, 2018.
[^15]:Buckley, M. et al. 2017. [A fossil protein chimera; difficulties in discriminating dinosaur peptide sequences from modern cross-contamination](https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspb.2017.0544). Proceedings of the Royal Society B. 284 (1855): 21470544.
[^16]:Thomas, B. [Ancient Animal Biochemicals Again](https://www.icr.org/article/10379). Creation Science Update. Posted on ICR.org December 7, 2017, accessed November 10, 2018.
[^17]:Они идут «вверх» ("uphill") в долголетии, но «спускаются вниз» ("downhill") в организации.
[^18]:Surmik, D. et al. 2016. [Spectroscopic Studies on Organic Matter from Triassic Reptile Bones, Upper Silesia, Poland](https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0151143). PLoS ONE. 11 (3): e0151143.
[^19]:Schweitzer, M. H. et al. 2005. [Soft-tissue vessels and cellular preservation in Tyrannosaurus rex](https://www.science.org/doi/10.1126/science.1108397). Science. 307 (5717): 1952-1955.
[^20]:Schweitzer, M. H., J. L. Wittmeyer, and J. R. Horner. 2007. [Soft tissue and cellular preservation in vertebrate skeletal elements from the Cretaceous to the present](https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2006.3705). Proceedings of the Royal Society B. 274 (1604): 183-197.
[^21]:Kijchavengkul, T. and R. Auras. 2008. Compostability of polymers. Polymer International. 57 (6): 793-804.
[^22]:van Dijkhuizen-Radersma, R. et al. 2014. Chapter 7.4 in Tissue Engineering. C. Van Blitterswijk and J. de Boer, eds. Boston: Elsevier, 193-221.
[^23]:B-Rex. 60 Minutes. Aired on CBS November 15, 2009. Posted on youtube.com December 26, 2010.
[^24]:Bendewald, J. 2017. [Echoes of the Jurassic: Discoveries of Dinosaur Soft Tissue](https://store.icr.org/echoes-of-the-jurassic-discoveries-of-dinosaur-sof.html). DVD. Creation Research Society.
[^25]:Moczydlowska, M., F. Westall, and F. Foucher. 2014. Microstructure and Biogeochemistry of the Organically Preserved Ediacaran Metazoan Sabellidites. Journal of Paleontology. 88 (2): 224-239.
