Живі клітини і м’які тканини
Категорії / Палеонтологія / Живі клітини і м’які тканини / Чи пояснює «тостова модель» стійкість викопних білкових структур?

Чи пояснює «тостова модель» стійкість викопних білкових структур?

Джерело: icr.org

Близько 10 років тому я почав відстежувати повідомлення про відкриття м’яких тканин у скам’янілостях. Станом на 2013 рік я склав список із близько 40 статей з технічних журналів, які описують або буквально м’які тканини, або рештки тканин, що включають фрагменти білка та оригінальні органічні молекулі в дуже древніх скам’янілостях.1

Разом із ведучим радіопрограми «Реальна наука» (Real Science Radio) Бобом Еніартом я продовжую опрацьовувати цей онлайн-список, що продовжує рости.2 У листопаді 2018 року він перетнув позначку у 101 статтю з наукових журналів. Ми вважаємо цей список «101-ою причиною переглянути довгі епохи часу».

Кожна стаття лише посилює дилему, хоча нещодавно опублікована в онлайн-журналі Nature Communications (NComms)3 праця претендує на вирішення цієї дилеми про те, чому нескам’янілі м’які тканини все ще присутні, коли експерименти зі штучним розпадом показують, що м’які тканини можуть зберігатися незмінними тисячі, але не мільйони років.

В новинах Єльського університету (Yale News), посилаючись на результати дослідження, опублікованого в NComms, порівнюється описана в дослідженні модель збереження м’яких тканин зі зміною кольору скибки хліба, яку ми можемо спостерігати під час приготування тостів.4 Ми назвемо це нове пояснення «тостовою моделлю».

Але чи підтримують опубліковані авторами дослідження подробиці твердження, що «підсмажені» білки так чи інакше протистоять впливу мікробів, кисню та води протягом мільйонів років? Ми хочемо відзначити дві переваги та п’ять недоліків цієї моделі.

Наші спростування залишають факт збереження оригінальних нескам'янілих тканин такою самою загадкою для світського мислення, як і раніше.

Спроби пояснити нескам’янілі м’які тканини

Автори «тостової моделі» сформулювали основну проблему: «Максимальний час існування оригінальної білкової речовини в твердих тканинах хребетних оцінюється у 3,8 млн років, хоча про рештки білкових молекул повідомлялося навіть із ще більш давніх порід».3

Точні оцінки розпаду білків випливають з кривих розпаду на основі проведеного у штучних умовах експерименту, які показують найкращі сценарії виживання білків.5 Автори статті у NComms прийняли цифру в 3,8 млн років, згідно досліджень, які не повністю опиралися на експерименти зі штучним розпадом.

Ми з доктором Кевіном Андерсоном з Товариства креаційних досліджень (Creation Research Society) відтворили подібні дослідження зі штучним розпадом. Наші початкові, неопубліковані результати свідчать про те, що навіть 500 000 гіпотетичних років є неправдоподібними для розпаду колагену свинячої кістки при прогнозованій температурі діагенезу 10°C.

Теорії, які були запропоновані для пояснення збереження оригінальних біоорганічних речовин у скам'янілостях протягом мільйонів років.

Ці дослідження не включають вплив мікроорганізмів чи радіаційне опромінення, хоча обидва пошкоджують великі складні молекули. В будь-якому випадку, обидва значення кидають виклик довгим епохам, адже оригінальні біохімічні сполуки зустрічаються у скам'янілостях, вік яких оцінюють на два порядки більше 3,8 млн років.

Час збереження викопних м'яких тканин не можна розумно розтягувати настільки, не кажучи вже про вік, який в багато разів перевищує ці межі, тому секуляристи шукають інші способи захистити свою віру в глибокий час від даних, які це заперечують.

Уніформісти запропонували щонайменше п’ять сценаріїв поснення збереження викопних білків протягом мільйонів років, які повинні були б знищити всі оригінальні біоорганічні сполуки. Таблиця описує цю історію. (*Баклі та інші непрямо спростували біомінеральну адгезію до її публікації в 2011 році, вже вимірявши швидкість розпаду кісткового колагену з урахуванням біомінеральної адгезії.)

Рецензовані статті зі світських наукових видань та креаційні дослідження спростували всі п'ять основних спроб пояснити м'які тканини або оригінальну біохімію динозаврів та інших скам'янілостей. Чи буде «тостова модель» першою версією, яка уникне спростування під час наукової перевірки?

Нижче я пропоную п'ять причин, чому «тостова модель» є шостою невдалою спробою пояснити оригінальну біохімію у скам'янілостях.

Що таке «тостова модель»?

Команда дослідників з NComms відзначила темне забарвлення м’яких тканин або навколо них, яке вони виявили у вибраних кістках динозаврів та інших скам’янілостях, якпоказано на мал. 1.

Підігрівання шматочків сучасної кістки на гарячій плиті протягом не більше 60 хвилин також дало потемніня цих білків. Дослідники виявили подібність у спектрі КРС (спектроскопія комбінаційного розсіювання світла або ефект Рамана) між сучасними «підсмаженими» зразками кістки та кістками, зубами та лускою зі скам'янілостей. Раманова спектроскопія виявляє хімічні зв'язки, які допомагають ідентифікувати хімію зразка.

Частково полімеризовані м’які тканини з демінералізованої кістки диплодока, аллозавра та апатозавра. Зображення показують рештки остеоцитів (oc), лакуни остеоцитів (ocl), кровоносну судину (bv), позаклітинний матрикс (ecm) та базальну пластинку (bslm).

Автори дослідження в NComms відзначили, що білки зшиваються як у справжніх, так і в штучних скам'янілостях («підсмажені зразки» твердих тканин). Далі вони стверджують, що процес скам'яніння «підсмажує» біохімічні речовини й перетворює їх у стійкі сполуки. Зшивання стосується реакцій, які утворюють ковалентні зв'язки між пептидами та/або ліпідами.

Щодня всередині клітин відбувається утворення певних хімічних речовин, які називаються N-гетероциклічними полімерами. Полімери мають різні розміри та конфігурації. Вони включають кінцеві продукти глікування (AGE – Advanced Glycoxidation Endproducts) та перекисного окиснення ліпідів (ALE – Advanced Lipoxidation Endproducts). Здорові клітини можуть виводити назовні це сміття. Після загибелі клітини ці полімери можуть накопичуватися – особливо при нагріванні. N-гетероциклічні полімери – відносно великі молекули, які можуть зберігатися довше, ніж менш стабільні білки, з яких вони виникли.

Автори дослідження в NComms узагальнили «тостову модель» наступним чином:

«Утворення білкового матеріалу коричневого кольору, а згодом і небілкових AGE та ALE, дає пояснення очевидній аномалії поширеного морфологічного та молекулярного збереження м’яких тканин у твердих тканинах викопних хребетних. І AGE, і ALE демонструють гідрофобну поведінку через хімічний характер їх внутрішніх зв'язків, які, в свою чергу, захищають зв'язані пептиди від гідролізу».

Інтенсивне зшивання білків, викликане термоокиснювальною дією, призводить до гідрофобних, посилених каркасів AGE/ALE, стійких до руйнування мікроорганізмами. Це пояснює збереження нестабільних м’яких тканин у певних хімічних середовищах протягом глибокого часу.3

Вони припускають, що N-гетероциклічні полімери можуть зберігатися мільйони років. Вони також стверджують, що полімери також захищають білки протягом мільйонів років.

Без сумніву, деякі уніформісти захоплюються цією ідеєю пояснення того, що колись було аномалією, а зараз є лишень «умовною аномалією». Але чи дійсно дані підтримують цю позицію?

Дві переваги «тостової моделі» молекулярного збереження

Чи дійсно білки розпадаються на амінокислоти чи пептиди, які зшиваються, утворюючи N-гетероциклічні полімери? Так, і цьому процесу, ймовірно, приділяється занадто мало уваги в літературі, яка стосується оригінальної біохімії у скам'янілостях.

Читачі можуть подумати, що біоорганічні речовини – це результат розпаду великих білків (decaying “downhill”) до крихітних хімічних сполук. Натомість слід визнати, що принаймні частина оригінальних білків може «ускладнитися» (go “uphill”) внаслідок зашивання і стати більш стійкими полімерами.17

Ще одна заслуга «тостової моделі» полягає в тому, що вона визначає та пояснює, чому м’які тканини деяких скам’янілостей виглядають темнішими за інші.

Окиснення під час скам'яніння (ймовірно, на початку процесу) може перетворити білки в небілки. Аналогічно це пояснює відмінність спектрів КРС між викопною та сучасною кісткою. Кілька років тому я отримав спектри КРС для давніх кісток (як тонкі зрізи, так і подрібнені в порошок) різного віку (дані не опубліковані). Я помітив спектральні відмінності між сучасною кісткою та давньою кісткою динозавра, як і пояснює «тостова модель».

Незважаючи на ці переваги, виникають проблеми з твердженням, що полімери можуть захищати білки протягом мільйонів років.

П’ять недоліків «тостової моделі»

1. Як щодо м’яких тканин світлого, а не темного кольору в скам’янілостях?

У 2016 році дослідники описали гліцин, аланін, пролін, лейцин, лізин, гідроксипролін та гідроксилізин у кровоносних судинах з мезозойських кісток, знайдених в Польщі. Науковці використали інші методи для виявлення гістидину, аспарагіну та цистеїну чи цистину.18

На зображенні вище (b) показана взаємопов’язана мережа прозорих судин, взятих зі зразка кістки T. rex, тоді як (g) – прозорі кровоносні судини трицератопса.

Більше часу означає більше можливостей для зшивання, «підсмажування» та потемніння. Чому через 247 млн років усі ці рештки не окиснилися до потемнілих продуктів розпаду, включаючи N-гетероциклічні полімери, а також чому ці продукти розпаду не перетворилися на пил?

Як «тостова модель» пояснює очевидно білі сполучні тканини T. rex, дані про які були опубліковані в 2005 році в Science,19 або прозорі кісткові клітини T. rex та кровоносні судини трицератопса, опубліковані в 2007 році в Proceedings of the Royal Society B20 (мал. 2)? Дана модель зовсім не пояснює такі абсолютно «непідсмажені» м’які тканини динозаврів.

2. Мікроби проти молекул

Будемо поблажливими і припустимо, що полімери захищають білки від впливу мікробів протягом мільйонів років. Незважаючи на це, жодні об’єктивні факти не підтверджують твердження, що такі полімери можуть захистити білки від гідролізу, хімічного розпаду внаслідок реакції з молекулами води.

Хімічні реакції неможливо вимкнути. Навіть у стійкому до дії мікроорганізмів полімері незабаром з’являться тріщини. Він не може протистояти хімічним речовинам, таким як кисень, який також легко реагує з нестійкими молекулами навіть під землею.

Дійсно, більш міцні штучні полімери починають руйнуватися протягом часу життя однієї людини, тож на якій підставі ми маємо вважати, що в цілому крихкі AGE можуть зберігатися протягом бодай одного мільйона років?

Мікроби – це лише частина проблеми. Можна уявити собі способи стримати мікроорганізми на деякий час, хоча навіть вони споживають полімери,21 але як ізолювати зразок від кисню? Геохімія цього не знає.

3. Суперечливий результат

Дослідження в NComms містило схему, яка підсумовує спектральні зміни КРС та потемніння кольору разом із ілюстраціями збільшення ступеня зшивання в давніх та штучно зістарених зразках. Малюнок 2с у дослідженні показує дивний результат: яєчна шкаралупа єгипетського псамморніса (вимерлого птаха, подібного до страуса) віком 3000 років містила більше зшивань, ніж яєчна шкаралупа овіраптора Heyuannia віком 66 млн років з Китаю. Автори дослідження написали незрозуміле (не-) пояснення цього результату:

«Окислювальні зшивання вже присутні у Psammornis rothschildi (3 тис років, мал. 2) й були помітні після експериментального старіння при 60°С протягом 10 хв., що дозволяє припустити, що окисне зшивання – це ранній діагенетичний процес, який залежить від хімічних умов у середовищі осадження, а також пізніших діагенетичних процесів, а не від підвищення температури через поховання».3

Отже, чи слід відносити зшивання до підвищеної температури, хімічних умов, ранніх діагенетичних процесів, пізніх діагенетичних процесів, чи до чого? Якщо «тостова модель» працює, то старші зразки мали б виглядати темніше за молодші. Натомість, справжній результат є протилежним.

4. Відсутній експеримент з довголіття

Одна справа – висунути твердження, інша – підтвердити його. Спектральні зміни КРС, а також зміна кольору свідчать про хімічні перетворення в білках викопних кісток.

Білки можуть зшиватися, перетворюючись на стійкі полімери. Однак які дані підтверджують історію про те, що ці полімери «захищають пептиди... протягом довгих періодів часу»3 або хоча б те, що мікроби їх не руйнують? Дослідники вважають, що полімерні молекули зберігають білки протягом мільйонів років, тому що вік скам'янілостей, які містять білок, становить мільйони років. Це колова аргументація, а не справжня наука.

Чи можна перевірити довговічність цих полімерів «підсмаженого» білка експериментально, замість того, щоб просто робити висновки? Так, але дослідження NComms не показує такого експерименту. Воно пропонує дані на підтримку зшивання, але не молекулярного захисту – й точно не для молекулярного захисту, який може тривати мільйони років.

«Тостова модель» вимагає окиснення для зшивання пептидів у полімери. Однак окиснення розщеплює біомолекули, включаючи пептиди, швидше, ніж вони могли б перетворитися на більші структури.14 Правильний експеримент із розпадом, безперечно, підтвердив би окисний розпад полімерів.22 Тоді ідея полімерного захисту сама б стала тостом.

5. Занадто крихкий

Нарешті, «тостова модель» не пояснює еластичні тканини. У такій тканині більшість оригінальних білків є зшитими в коркову термостійку оболонку навколо решток білка. Як це пояснює цілком м’яку, піддатливу тканину?

Рештки гнучкої сполучної тканини з хребця Thescelosaurus (GDFM07.003, Музей динозаврів та скам’янілостей в Глендайв, Монтана, США) майже не мають ознак твердості внаслідок окисного зшивання.Наприклад, палеонтолог з Університету штату Північної Кароліни, доктор Мері Швейцер, записала відео, як сполучна тканина T. rex розтягується і повертається назад в попередній стан.23 Аналогічно, на мал. 3 зображено кадр з DVD фільму Echoes of the Jurassic.24 На цьому фото дослідник пінцетом розтягує еластичну сполучну тканину, добуту з необробленого хребця тесцелозавра (Thescelosaurus) з крейдової системи.

Марк Армітаж та Кевін Андерсон опублікували свій опис пружного шару м’яких тканин, добутих із серцевини рогу трицератопса, який було знайдено в поверхневих шарах.8 Попри це світське датування стверджує, що вік відкладень, де був знайдений ріг, становить приблизно 70 млн років.

Щоб не бути голослівним, скам'янілості придонних трубкових червів докембрію з еволюційним віком 551 млн років були абсолютно гнучкими, без «підсмаження». Опублікувавши роботу в Journal of Paleontology, автори дослідження писали:

«Мінерали не замістили жодної частини м’яких тканин, а органічний вуглець-вмісний матеріал стінки є первинним [не зміненим], зберігаючи оригінальні шари стінки, її текстуру та тканини».

Вони описали оболонку черва як «ще гнучку, про що свідчить повернення в попередній стан при її деформації».25

Висновок

Чи пояснює «тостова модель», яким чином м’які тканини можуть зберігатися мільйони років? AGE і тому подібне можуть допомогти захистити деякі рештки білка навколо від руйнувань внаслідок дії радіації, мікробів і невпинних деструктивних хімічних реакцій протягом тисяч років. Але це не пояснює жодних особливостей повністю гнучкої, «непідсмаженої» структури тканини, знайденої в інших скам'янілостях.

Щоб показати, що AGE зберігаються мільйони років, потрібно експериментально перевірити довговічність полімерів. Цього ніхто не зробив. Як результат, єдиний спосіб дійти висновку, що «тостова модель» пояснює стійкість білків протягом мільйонів років, – це спочатку припустити, що скам'янілості, у яких ще є білки, знаходились в землі протягом мільйонів років. Такий підхід залишає питання відкритим.

З цих причин ми передбачаємо, що «тостова модель» допоможе пояснити певні особливості скам’янілостей, але інші відкриття м’яких тканин і надалі не будуть відповідати «тостовій моделі».

Найбільш практичне пояснення стійкості всіх викопних білків досі криється в скороченні еволюційного часового масштабу до біблійного. Нещодавній Потоп Ноя пояснює стійкість органічних речовин у скам'янілостях, включно з цілими тканинами, просто стираючи уніформістську потребу у довгих проміжках часу.

Лишень завдяки кільком тисячам років біблійної історії та Потопу Ноя, який пояснює існування такої великої кількості скам’янілостей, оригінальні білки у скам’янілостях стають на свої місця.

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

Вас також може зацікавити:

Посилання:

  1. Thomas, B. 2013. A Review of Original Tissue Fossils and Their Age Implications. In Proceedings of the Seventh International Conference on Creationism. M. Horstmeyer, ed. Pittsburgh, PA: Creation Science Fellowship.

  2. List of Biomaterial Fossil Papers (maintained). Online document, accessed November 20, 2018.

  3. Wiemann, J. et al. 2018. Fossilization transforms vertebrate hard tissue proteins into N-heterocyclic polymers. Nature Communications. 9: 4741.

  4. Shelton, J. A toast to the proteins in dinosaur bones. Yale News. Posted on news.yale.edu November 9, 2018, accessed November 14, 2018.

  5. Kaye, T. G., G. Gaugler, and Z. Sawlowicz. 2008. Dinosaurian Soft Tissues Interpreted as Bacterial Biofilms. PLoS ONE. 3 (7): e2808.

  6. 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. PLoS ONE. 11 (2): e0150238.

  7. 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.

  8. San Antonio, J. D. et al. 2011. Dinosaur Peptides Suggest Mechanisms of Protein Survival. PLoS ONE. 6 (6): e20381.

  9. Edwards, N. P. et al. 2011. Infrared mapping resolves soft tissue preservation in 50 million year-old reptile skin. Proceedings of the Royal Society B. 278 (1722): 3209-3218.

  10. Schweitzer, M. H. et al. 2014. A role for iron and oxygen chemistry in preserving soft tissues, cells and molecules from deep time. Proceedings of the Royal Society B. 281 (1775): 20132741.

  11. DeMasa, J. M. and E. Boudreaux. 2015. Dinosaur Peptide Preservation and Degradation. Creation Research Society Quarterly. 51 (4): 268-285.

  12. Anderson, K. 2016 Dinosaur Tissue: A Biochemical Challenge to the Evolutionary Timescale. Answers in Depth. Posted on answersingenesis.org October 20, 2016, accessed November 21, 2018.

  13. Buckley, M. et al. 2017. A fossil protein chimera; difficulties in discriminating dinosaur peptide sequences from modern cross-contamination. Proceedings of the Royal Society B. 284 (1855): 21470544.

  14. Thomas, B. Ancient Animal Biochemicals Again. Creation Science Update. Posted on ICR.org December 7, 2017, accessed November 10, 2018.

  15. Вони йдуть «вгору» (“uphill”) щодо довголіття, але «спускаються вниз» (“downhill”) щодо організації.

  16. Schweitzer, M. H. et al. 2005. Soft-tissue vessels and cellular preservation in Tyrannosaurus rex. Science. 307 (5717): 1952-1955.

  17. 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. Proceedings of the Royal Society B. 274 (1604): 183-197.

  18. Kijchavengkul, T. and R. Auras. 2008. Compostability of polymers. Polymer International. 57 (6): 793-804.

  19. 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.

  20. B-Rex. 60 Minutes. Aired on CBS November 15, 2009. Posted on youtube.com December 26, 2010.

  21. Bendewald, J. 2017. Echoes of the Jurassic: Discoveries of Dinosaur Soft Tissue. DVD. Creation Research Society.

  22. 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.