Zespół pod kierunkiem prof. Jarosława Stolarskiego, dyrektora Instytutu Paleobiologii PAN, badał otolity u ryb sprzed 14 mln lat. Otolity są strukturami zbudowanymi z węglanu wapnia, obecnymi w uchu wewnętrznym ryb. Związane są z odczuwaniem grawitacji i percepcją przyspieszenia liniowego.

Zespół podjął badania, żeby sprawdzić, czy wyjątkowo dobrze zachowane skamieniałości otolitów sprzed ok. 14 mln lat zawierają pozostałości białek. Badacze chcieli się również przekonać, czy będą to białka podobne do występujących u dzisiejszych ryb.

„Nasze badania są pierwszymi badaniami paleoproteomicznymi, czyli badaniami polegającymi na identyfikacji białek, które występują w skamieniałych, a nie w dzisiejszych, otolitach” – wyjaśnia PAP prof. Jarosław Stolarski.

Dodaje, że chociaż otolity są zbudowane z węglanu wapnia, mają pochodzenie biologiczne. To organizm wywiera przemożny wpływ na ich tworzenie.

Otolity prehistorycznych ryb Phycis tenuis (po lewej) i współczesnych Phycis phycis (po prawej).
Źródło: Muzeum Ewolucji PAN / Scientific Reports 13:3822

„Ten wpływ odbywa się głównie poprzez szczególny rodzaj białek uwalnianych do przestrzeni, w której powstają otolity. Białka te mają wpływ na kształt i wielkość, ale również odmianę krystalograficzną minerału. Każdy gatunek ryby ma inny kształt otolitów, co pozwala przypuszczać, że również białka wpływające na tworzenie otolitów są u różnych gatunków nieco inne” – wyjaśnia.

Wyjaśnia, że głównym wyzwaniem było to, że składniki organiczne z natury rzeczy ulegają dekompozycji wraz z upływem czasu.

„Gdy zatem podejmowaliśmy badania, nie było jasne, czy jakiekolwiek pozostałości białek się zachowają" - opisuje prof. Stolarski.

Jak dodaje, mogą się one zachować tylko w doskonale izolowanych od zewnętrznego środowiska warunkach, tak jak tkanki mamutów w wiecznej zmarzlinie na Syberii przez kilkanaście tys. lat. W przypadku badanych otolitów w grę wchodziły jednak miliony lat.

„Wybraliśmy otolity z takich stanowisk, w których materiał kopalny występuje w nieprzepuszczających wodę iłach. I to okazało się strzałem w dziesiątkę!” - relacjonuje prof. Stolarski.

Metoda badań polegała na usunięciu części mineralnej otolitów przez rozpuszczenie w rozcieńczonym kwasie octowym. Następnie pozostałości liofilizuje się, aby usnąć resztki rozpuszczalników.

Kolejny etap to identyfikacja składników białek z wykorzystaniem spektrometrii masowej, sprzężonej z chromatografią cieczową.

„W naszych badaniach wykorzystaliśmy otolity zarówno kopalnych, jak i dzisiejszych ryb widłaków (rodzaj Phycis), dzięki temu mieliśmy porównanie, jaki procent białek zachował się do dziś w otolitach kopalnych” - opisuje naukowiec.

Jak dodaje, udało się zidentyfikować odpowiednio 132 białka w otolitach dzisiejszych ryb i tylko (lub aż) 11 białek w otolitach ryb kopalnych.

Badacz wyjaśnia, że wyniki badań pozwalają na dostęp do informacji biologicznych o dawnych organizmach.

„Choć DNA nie ma szansy zachować się tak długo (zwykle wytrzymuje ok. 2 mln lat), to - jak pokazaliśmy - identyfikowalne fragmenty białek są w stanie przetrwać w szczególnych warunkach dużo dłużej. To, że zidentyfikowaliśmy część podobnych, czy wręcz identycznych białek, jakie występują w otolitach dzisiejszych, pokazuje, że sam proces biomineralizacji nie zmienił się znacząco u tych ryb” - wyjaśnia naukowiec.

Prof. Stolarski zapowiada kontynuację badań.

Więcej informacji w artykule źródłowym tutaj. (PAP)

Nauka w Polsce, Krzysztof Łapiński