Живі клітини і м’які тканини

Статті / Палеонтологія / Живі клітини і м’які тканини / Чи рятує набір хімічних реакцій глибокий час? /

Чи рятує набір хімічних реакцій глибокий час?

Загадка зберігається й після стількох років. З одного боку, біохіміки проводять дослідження швидкості розпаду, які показують, що біохімічні речовини не можуть існувати мільйон років за найсприятливіших умов. З іншого боку, палеонтологи продовжують знаходити біохімічні речовини у викопних кістках, вік яких обчислюється десятками мільйонів років. Нова стаття знову намагається пояснити, як ці недовговічні біоматеріали могли «жити» набагато довше очікуваного терміну придатності.

Докторант університету штату Північна Кароліна Лендон Андерсон опублікував в журналі Earth Science Reviews деякі біохімічні реакції, що відбуваються, відбувалися або могли б відбуватися всередині похованої туші на шляху до перетворення на скам'янілість.1 Стаття передає ідею про те, що два найпопулярніших запропонованих механізми збереження не конкурують, а доповнюють один одного, щоб, можливо, допомогти зберегти тканини протягом віків.

Згідно з одним із популярних механізмів, атоми заліза допомагають зшивати біохімічні речовини, включно з білками, роблячи їх більшими й міцнішими молекулами. Згідно з іншим механізмом, ті самі реакції, які перетворюють цукри й ліпіди на хлібну скоринку в духовці, відбувалися і в деяких викопних організмах. Жодна з цих моделей безпосередньо не зберігає вихідну біохімію. Замість цього вони перетворюють її на біоматеріали, які зберігають лише первісну форму, як це робить формальдегід.

Андерсон стверджує, що ці дві моделі являють собою набори хімічних реакцій, які протікають за континуумом. Залізо може сприяти зшиванню біомолекул насамперед, потім йдуть «тостові реакції», а інші реакції – ще пізніше. Тепер, коли ці два аргументи приведені в дію, чи знайшла нарешті вирішення ця давня дилема часу?

Один із недоліків цього хімічного дуету полягає в тому, що ні гіпотеза атомів заліза, ні «тостова модель» не наблизилися до пояснення фактичних даних самі по собі. Ми передбачаємо, що цей дует знайде відгук у тих, хто потребує засобу для порятунку мільйонів років від біохімії, незважаючи на його наукову необґрунтованість. Що робить його невиправданим?

По-перше, жодна з моделей сама по собі не пояснює відповідні результати. Об'єднувати їх – все одно що наливати воду в одне діряве відро й намагатися зловити витік води другим дірявим відром.

Модель атомів заліза вже страждає від запитань, на які немає відповідей. Звідки візьметься достатня кількість заліза? Як би ці атоми потрапили в колаген, вбудований в кісткові мінерали, або на зовнішні поверхні неушкоджених кровоносних судин? Чому це залізо каталізує набагато більше білкових зшивок, ніж хімічних розривів у викопних зразках, в той час як в експериментах усе відбувається навпаки?2

«Тостова модель» також несе в собі багаж, який має турбувати обережних вчених. Наприклад, якщо цей набір реакцій перетворює вихідні білки на «вдосконалені кінцеві продукти» (тобто «тости»), то яке відношення це має до реальних, неперетворених білків, знайдених в скам'янілостях?3

Оскільки жодна з цих моделей не була перевірена емпірично, кожна з них являє собою лише домисли. Та ж логіка застосовна й до спроби об'єднати ці дві моделі.

Дійсно, автор, можливо, сам мимоволі визнав це. В цьому дослідженні безліч сторінок присвячено різним хімічним реакціям зшивання, тільки для того, щоб визнати, що зшивання повинно бути виключенням із правила руйнівної хімії. Андерсон пише: «Аналогічним чином, хімічні реакції, представлені в рамках цієї хімічної схеми, хоча й потенційно консервують морфологію м'яких тканин, за прогнозами, згодом поступово руйнують біомолекули, що складають м'які тканини».

Як же вона може зберегти те, що руйнує?

В своїй відповіді на це основне питання Андерсон припускає, що зшитий біоматеріал може екранувати прилеглі сліди ще не зшитих біомолекул. Він пише: «Невеликі сегменти пептидів колагену, що уникли трансформації в результаті гібридизації in situ [тобто зшивання] (можливо, в захищених ділянках молекули колагену), можуть пояснити виявлені послідовності колагену зі зразків пліоцену й мезозою». Може... а може й ні. Насправді, ні.

З огляду на ширшу концепцію автора про те, що ці набори реакцій відбуваються безперервно, чим більше часу під землею, тим більша ймовірність того, що вихідна біохімія вже давно зникла. Окрім того, з огляду на вже виміряні швидкості розпаду цих біохімічних речовин, які в ідеальних умовах тривають не більше мільйона років,4 у нас не залишається жодних наукових причин, через які руйнівну хімію могло б бути призупинено на невизначений час.5

Доти, доки хто-небудь реально не перевірить модель атомів заліза, «тостову модель» або обидві моделі разом, використовуючи експерименти зі штучного розпаду для вимірювання кінетики розпаду, здатність цих моделей пояснити оригінальні (тобто не зшиті й не підсмажені) м'які тканини, що збереглися в скам'янілостях, залишається в кращому разі гіпотетичною, а в гіршому – такою, що вводить в оману. Нині понад 100 публікацій описують біохімічні сигнатури й навіть білкові послідовності біомолекул. Серед них колаген I типу, остеокальцин, овальбумін, ламінін, гемоглобін, навіть хромосоми, а також неушкоджені цілі тканини, як-от кістковий матрикс, хітинові кутикули та кровоносні судини. Незважаючи на те, що виглядає як чергова невдала спроба врятувати глибокий час, ці оригінальні біохімічні речовини все ще виглядають так само свіжо.6

Читайте Креацентр Планета Земля в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх новин.

Подібні матеріали

15.01.2021

Скільки років існує Земля і життя на ній?

Скільки років існує Земля й життя на ній? Будь-який школяр відповість нині майже не замислюючись: чотири з половиною мільярди. Але хто перший дав таку цифру? Хто виміряв ці роки і яким фізичним приладом? Виявляється, єдиний метод, який дійсно зводиться до якихось вимірів і розрахунків і дає подібні цифри, – це радіометричний. Але цікаво, що розмови про мільйони років почалися задовго до радіометрії й лише «підтвердилися» нею згодом. Теорія еволюції, прийнята буквально «на ура» й без будь-якої перевірки, «дала» геологам і палеонтологам завдання: час вважати тепер мільйонами років, щоб усім живим істотам вистачило часу перетворюватися в більш складні форми спокійно й неспішно. Саме цим і пояснюється існування одного з методів датування: послідовність організмів визначається віком порід, в яких виявлені скам'янілі рештки, а відносний вік порід визначається послідовністю знайдених в них решток організмів. Виходить своєрідне порочне коло.

arrow-up