Des scientifiques découvrent des tissus mous dans des os de dinosaures vieux de 75 millions d'années

Des scientifiques découvrent des tissus mous dans des os de dinosaures vieux de 75 millions d'années

Contrairement aux os et aux dents, qui peuvent survivre pendant des centaines de millions d'années, les tissus mous sont parmi les premiers matériaux à disparaître au cours du processus de fossilisation. Même ainsi, les scientifiques ont déjà trouvé des tissus mous intacts dans des os de dinosaures. Le cas le plus célèbre remonte à 2005, lorsque Mary Schweitzer de l'Université d'État de Caroline du Nord a trouvé des fibres de collagène dans l'os fossilisé de la jambe d'un Tyrannosaurus rex. Mais de telles découvertes sont rares et ne se sont produites auparavant qu'avec des fossiles extrêmement bien conservés. La chose la plus extraordinaire à propos de cette nouvelle découverte, que des scientifiques de l'Imperial College de Londres ont rapportée cette semaine dans la revue Nature Communications, est que les fossiles qu'ils ont examinés sont en relativement mauvais état (pour le dire gentiment).

Comme Susannah Maidment, une paléontologue impériale et l'un des principaux chercheurs de la nouvelle étude, l'a déclaré au Guardian : « Il est vraiment difficile d'obtenir des conservateurs qu'ils vous permettent de casser des morceaux de leurs fossiles. Ceux que nous avons testés sont de la merde, très fragmentaires, et ce ne sont pas le genre de fossiles dont vous vous attendez à avoir des tissus mous.

Les fossiles auxquels Maidment fait référence ont été découverts au Canada il y a un siècle et se sont finalement retrouvés au Natural History Museum de Londres. Ils comprennent une griffe d'un théropode carnivore (peut-être un gorgosaurus), un os d'orteil ressemblant à celui d'un tricératops et plusieurs os de membres et de chevilles d'un dinosaure à bec de canard. Afin de trouver des surfaces fraîches et non contaminées des os à examiner, les scientifiques ont cassé de minuscules morceaux des fossiles fragmentés. Lorsque Sergio Bertazzo, un scientifique des matériaux chez Imperial and Maidment, co-chercheur principal de l'étude, a examiné les spécimens à l'aide d'un microscope électronique, il a été choqué par ce qu'il a vu.

"Un matin, j'ai allumé le microscope, augmenté le grossissement et j'ai pensé" attendez, ça ressemble à du sang ! "", a déclaré Bertazzo au Guardian, racontant son examen de la griffe du théropode. Après avoir trouvé ce qui ressemblait à des globules rouges dans deux des fossiles, les chercheurs ont exploré la possibilité que le sang puisse être le résultat d'une contamination historique ; par exemple, un conservateur ou un collectionneur peut avoir subi une coupure lorsqu'il a manipulé le spécimen. Mais lorsqu'ils ont tranché l'un des globules rouges et ont vu ce qui ressemblait à un noyau, ils se sont sentis convaincus que le sang n'était pas humain. Les globules rouges des humains, comme d'autres mammifères, sont inhabituels chez les vertébrés car ils n'ont pas de noyau cellulaire.

Et ce n'était pas tout. En examinant une coupe transversale d'une côte fossilisée, les chercheurs ont repéré des bandes de fibres. Lors des tests, les fibres se sont avérées contenir les mêmes acides aminés qui composent le collagène, la principale protéine structurelle présente dans la peau et d'autres tissus mous. D'autres tests restent à confirmer pour confirmer que les matériaux découverts par les scientifiques impériaux sont en fait de véritables globules rouges et fibres de collagène, mais s'ils sont confirmés, les implications des nouvelles découvertes sont énormes. Si de tels fossiles inférieurs à la normale pouvaient contenir des tissus mous, des matériaux similaires pourraient être conservés sur l'un des nombreux os de dinosaures conservés dans les musées du monde entier.

En étudiant les tissus mous, les scientifiques pourraient accéder à un tout nouveau domaine d'informations sur l'évolution, la physiologie et le comportement des dinosaures. Ces nouvelles informations pourraient fournir des indices sur des mystères de longue date sur les relations entre différentes espèces de dinosaures, ainsi que la question très débattue de savoir si les dinosaures étaient à sang froid, à sang chaud (comme leurs descendants modernes, les oiseaux) ou quelque part dans entre.

Enfin, les nouvelles découvertes soulèvent une possibilité alléchante : si le collagène et les globules rouges peuvent survivre pendant 75 millions d'années, l'ADN de dinosaure, même en fragments, n'aurait-il pas pu également survivre ? Les scientifiques pourraient-ils utiliser ce code génétique pour ressusciter les dinosaures, à la manière du « Monde Jurassique » ? Bertazzo admet que trouver des informations génétiques dans des spécimens anciens est une possibilité, mais il est prudent quant à sa probabilité. « Le problème avec l'ADN, c'est que même si vous le trouvez, il ne sera pas intact. Il est possible que vous trouviez des fragments, mais en trouver plus que cela ? Qui sait?"


Les scientifiques disent avoir isolé ce qui semble être des globules rouges et d'autres morceaux microscopiques de tissus mous de plusieurs fossiles de dinosaures vieux de 75 millions d'années, en utilisant une technique qui pourrait révolutionner l'étude des animaux anciens.

De plus, disent-ils, les fossiles n'étaient pas particulièrement bien conservés, ce qui suggère que les tissus mous des dinosaures peuvent être trouvés plus facilement qu'on ne le pensait auparavant.

"Nous ne sommes pas entrés dans cette étude à la recherche de tissus mous", a déclaré le Dr Susannah Maidment de l'Imperial College de Londres, co-auteur de l'étude.

« En fait, nous cherchions simplement à voir ce que nous pourrions voir si nous examinions les os de dinosaures à l'échelle nanométrique.

« Avant cette découverte, en tant que paléontologue, je « savais » qu'il n'était pas possible de préserver les tissus mous sur des échelles de temps géologiques, sauf dans des circonstances exceptionnellement rares. »

Le Dr Maidment et son collègue, le Dr Sergio Bertazzo, ont utilisé des microscopes électroniques et des spectromètres de masse pour analyser huit fossiles de la collection du Natural History Museum de Londres, en commençant par la griffe d'un théropode non spécifié de la formation Dinosaur Park en Alberta, Canada .

Une analyse microscopique de la griffe a révélé des structures qui ressemblaient étroitement à des globules rouges, a-t-elle déclaré, y compris celles dont le noyau était encore intact. Cette griffe d'un type non spécifié de théropode, excavée de la formation DInosaur Park de l'Alberta, au Canada, s'est avérée contenir des traces fossiles de globules rouges. (Photo de Laurent Mekul, avec l'aimable autorisation de Nature Communications)

"Nous avons décidé de voir s'il s'agissait d'un" unique "ou si nous pouvions trouver d'autres fossiles contenant des cellules sanguines et des tissus mous", a-t-elle déclaré.

"J'ai donc choisi des spécimens du même âge et conservés de la même manière pour maximiser nos chances de retrouver la même chose.”

Après avoir étudié sept autres os de côtes, de pieds et de jambes d'hadrosaures trouvés en Alberta et dans le Wyoming, les chercheurs ont découvert encore plus de globules rouges, ainsi que des fibres de collagène, la protéine qui forme la matrice sur laquelle les minéraux osseux sont construits.

"Nous avons plusieurs indications que les structures que nous avons trouvées sont compatibles avec les globules rouges et le collagène", a déclaré Bertazzo.

« Nous ne nous attendions pas du tout à trouver ce que nous avons trouvé. »

Le couple a fait bon nombre de leurs découvertes en examinant les fossiles avec un microscope équipé de ce qu'on appelle un faisceau d'ions focalisé, a déclaré Bertazzo.

"Il s'agit d'un microscope spécial équipé d'un faisceau d'atomes lourds qui peut faire de petites coupes dans l'échantillon à l'échelle nanométrique", a-t-il déclaré.

« Le même microscope a également un bras robotisé avec une micro-aiguille qui peut être utilisée pour ramasser et déplacer des objets à l'intérieur du microscope.

« Ainsi, en combinant le faisceau et l'aiguille, nous pourrions couper de petits morceaux de fossiles et effectuer une analyse pour rechercher tout fragment d'acides aminés », qui sont les éléments constitutifs des protéines.

Au total, les chercheurs ont trouvé des tissus mous dans sept des huit échantillons.

Ils ont ajouté qu'ils n'avaient trouvé aucune preuve d'ADN dans aucune des cellules, mais que leurs méthodes pourraient éventuellement être utilisées pour aider à identifier des types spécifiques de dinosaures et donner un aperçu de la relation entre les dinosaures éteints et les animaux modernes, en particulier leurs descendants vivants : les oiseaux. .

Les brins de collagène, par exemple, contiennent des motifs de minuscules bandes qui sont uniques à certains ensembles d'animaux, comme une "empreinte digitale", a déclaré Maidment.

"Deux animaux étroitement liés auront plus de collagène similaire qu'un animal moins étroitement lié", a-t-elle déclaré.

C'est la première fois que de telles bandes sont détectées dans des os de dinosaures, une découverte "très excitante", a-t-elle noté, car on pensait généralement que les protéines se dégradaient au-delà de ce niveau de détail après environ 4 millions d'années.

"Donc, si nous pouvions extraire et empreinter le collagène à l'avenir, cela nous donnerait une source de preuves indépendante sur qui est lié à qui dans l'arbre généalogique des dinosaures", a ajouté Maidment.

"Pour le moment, nous utilisons juste des os pour comprendre cela."

Mais peut-être encore plus convaincantes sont les structures qui semblent être des globules rouges, car elles peuvent fournir une mine d'informations sur les dinosaures, de leur métabolisme à leur relation évolutive avec les oiseaux. [Voyez comment les scientifiques ont découvert du sang dans un moustique fossile : “Premier fossile de moustique rempli de sang découvert“]

À cette fin, le couple a comparé la composition chimique des cellules sanguines des dinosaures à celles des émeus modernes et a constaté que deux étaient « étonnamment similaires ».

Des analyses par spectrométrie de masse ont montré que le sang des deux animaux partageait des ingrédients clés comme l'acide folique, également connu sous le nom de vitamine B9, et la céramide, généralement présents dans les membranes cellulaires. [Découvrez un nouveau fossile qui révèle les liens entre les dinosaures et les oiseaux : « Un œuf fossile « inhabituel » révèle un lien évolutif entre les dinosaures et les oiseaux“] Une micrographie électronique à balayage d'une côte d'hadrosaure fossile révèle des fibres de collagène minéralisées. (Image colorisée par Sergio Bertazzo, avec l'aimable autorisation de Nature Communications)

Et pourtant, a ajouté Maidment, les cellules sanguines des dinosaures étaient également nettement plus petites que celles des émeus modernes – moins du quart de leur taille.

Cela aussi est potentiellement important, a-t-elle noté, car la taille des globules rouges d'un animal est en corrélation avec son métabolisme. Ces indices pourraient donc aider à résoudre le mystère de savoir si les dinosaures étaient à sang chaud, à sang froid ou quelque chose entre les deux.

"Il existe une relation très connue entre la taille des globules rouges et le taux métabolique : plus les globules rouges sont petits, plus le taux métabolique est rapide", a déclaré Maidment.

« On pense généralement que les ancêtres des dinosaures étaient de sang froid, tandis que leurs descendants directs, les oiseaux, sont de sang chaud.

"Cela signifie que quelque part dans la lignée évolutive des oiseaux, au sein de Dinosauria, le sang chaud a évolué.

« Si nous pouvions trouver des globules rouges dans toute une gamme de dinosaures différents, nous pourrions examiner la taille des cellules et fournir une source de preuves indépendante pour examiner quels dinosaures étaient à sang chaud, et donc peut-être plus semblables à des oiseaux dans leur mode de vie, et qui étaient de sang-froid, et peut-être plus reptiliens.

"Cela nous renseigne sur des aspects du mode de vie des dinosaures que les os seuls ne peuvent pas." [Lisez à propos d'une histoire étrange trouvée dans un os de dinosaure : “Allosaurus est mort de la pointe de stégosaure à l'entrejambe, Wyoming Fossil Shows“]

En fin de compte, ce sont les applications futures potentielles comme celles-ci – plutôt que les découvertes des fossiles de l'Alberta et du Wyoming eux-mêmes – qui rendent cette recherche si potentiellement importante, a noté le couple.

L'amélioration de leurs techniques en microscopie de haute technologie pourrait changer la façon dont les scientifiques étudient les ossements d'un passé lointain et pourrait éventuellement aider à résoudre certains des mystères les plus profonds concernant les dinosaures éteints.

"Ce qui est le plus excitant pour moi, c'est le potentiel que cela ouvre", a déclaré Maidment.

« Si nous sommes capables de trouver ces tissus dans d'autres spécimens et de reproduire les résultats, cela indique que ce type de conservation pourrait même être la norme.

« Cela change vraiment la façon dont nous comprenons comment se produit la fossilisation. »

Maidment et Bertazzo rapportent leurs recherches dans la revue Nature Communications.

Sergio Bertazzo, Susannah C. R. Maidment, Charalambos Kallepitis, Sarah Fearn, Molly M. Stevens et Hai-nan Xie (2015). Fibres et structures cellulaires préservées dans des spécimens de dinosaures vieux de 75 millions d'années Nature Communications


Du sang et du collagène de dinosaure vieux de 75 millions d'années découverts dans des fragments de fossiles

Les scientifiques ont découvert ce qui semble être des globules rouges et des fibres de collagène dans les restes fossilisés de dinosaures qui vivaient il y a 75 millions d'années.

Des traces des tissus mous ont été trouvées par accident lorsque des chercheurs de l'Imperial College de Londres ont analysé huit fossiles plutôt minables qui avaient été déterrés au Canada il y a un siècle avant de se rendre au Natural History Museum de Londres.

La découverte suggère que des dizaines de fossiles de dinosaures dans les musées du monde entier pourraient conserver les tissus mous, et avec eux les réponses aux principales questions sur la physiologie et l'évolution des dinosaures. Plus spéculativement, cela a amené les scientifiques à se demander si l'ADN de dinosaure pourrait également survivre.

La plupart des fossiles étudiés par les scientifiques étaient de simples fragments et en très mauvais état. Ils comprenaient une griffe d'un thérapode carnivore, peut-être un gorgosaurus, des os de membres et de chevilles d'un dinosaure à bec de canard et un os d'orteil d'un animal ressemblant à un tricératops.

Cette griffe unguéale d'un théropode a donné des structures qui semblent être des globules rouges. Photographie : Laurent Mekul

Des tissus mous intacts ont déjà été repérés dans des fossiles de dinosaures, notamment par Mary Schweitzer de la North Carolina State University, qui a trouvé en 2005 du collagène flexible et transparent dans la jambe fossilisée d'un Tyrannosaure rex spécimen.

Ce qui rend la dernière découverte si remarquable, c'est que les cellules sanguines et le collagène ont été trouvés dans des spécimens que les chercheurs eux-mêmes qualifient de « merde ». Si les tissus mous peuvent survivre dans ces fossiles, alors les collections de musées de restes plus impressionnants pourraient abriter des trésors de tissus mous de dinosaures. Ceux-ci pourraient aider à percer les mystères de la physiologie et du comportement des dinosaures qui ont été impossibles à percer avec des restes osseux seuls.

« Il est vraiment difficile d'obtenir des conservateurs qu'ils vous permettent de casser des morceaux de leurs fossiles. Ceux que nous avons testés sont de la merde, très fragmentaires, et ce ne sont pas le genre de fossiles dont vous vous attendez à avoir des tissus mous », a déclaré Susannah Maidment, paléontologue à l'Imperial.

Les fossiles sont une poignée de morceaux collectés au siècle dernier, probablement directement du sol, dans la formation de Dinosaur Park en Alberta, au Canada. Pour analyser les restes, les scientifiques ont cassé de minuscules morceaux des fragments pour exposer des surfaces fraîches et non contaminées à l'intérieur.

Sergio Bertazzo, un scientifique des matériaux à l'Imperial, travaillait sur l'accumulation de calcium dans les vaisseaux sanguins humains lorsqu'il a rencontré Maidment et lui a demandé s'il pouvait étudier certains fossiles avec un éventail de techniques de microscope électronique.

Des mois après l'arrivée des spécimens, Bertazzo a commencé à examiner des sections minces des fossiles. Il a commencé avec la griffe du thérapode. « Un matin, j'ai allumé le microscope, j'ai augmenté le grossissement et j'ai pensé ‘attendez, ça ressemble à du sang !’ », a-t-il déclaré.

Bertazzo soupçonnait que le sang était une contamination historique : un conservateur ou un collectionneur avait une coupure lorsqu'ils ont manipulé le spécimen. Mais Maidment a suggéré un chèque. Les mammifères sont inhabituels parmi les vertébrés car ils ont des globules rouges dépourvus de noyau cellulaire. Si les cellules sanguines du fossile avaient des noyaux, elles ne pourraient pas être humaines. Lorsqu'ils ont tranché l'une des cellules pour vérifier, ils ont vu ce qui ressemblait à un noyau. "Cela a exclu que quelqu'un saigne sur l'échantillon", a déclaré Maidment.

Cette vidéo montre des micrographies électroniques à balayage reconstruites en formes 3D sur la base des coupes en série prises des structures semblables à des globules rouges. Vidéo : Bertazzo et al., Nature Communication

Une autre surprise était à venir. Bertazzo examinait un autre fragment fossile, un morceau de côte d'un dinosaure non identifié, qui avait été coupé en deux à l'intérieur du microscope. Il a repéré des bandes de fibres, dont des tests supplémentaires ont révélé qu'elles contiennent des acides aminés connus qui composent le collagène, le matériau à base de protéines qui constitue la base de la peau et d'autres tissus mous.

Plus de travail est nécessaire pour être sûr que les caractéristiques sont de véritables cellules sanguines et du collagène. Les scientifiques espèrent maintenant fouiller plus de fossiles à la recherche de tissus mous, puis déterminer quels types d'enfouissement et de conditions environnementales sont nécessaires à leur préservation.

« Il se pourrait bien que ce type de tissu soit conservé bien plus souvent que nous ne le pensions. Cela pourrait même être la norme », a déclaré Maidment, dont l'étude paraît dans Nature Communications. "Ce n'est que la première étape de cette recherche."

Une étude détaillée des tissus mous pourrait élucider certains des mystères de longue date de l'évolution des dinosaures. Les dinosaures ont évolué à partir d'ancêtres à sang froid, mais leurs descendants modernes sont des oiseaux à sang chaud. Quand a eu lieu la transition ? Les globules rouges peuvent détenir la réponse.

Si le collagène et les globules rouges peuvent survivre pendant 75 millions d'années, qu'en est-il de l'ADN des dinosaures, porteur du code génétique pour concevoir, voire potentiellement ressusciter, les bêtes ?

"Nous n'avons trouvé aucun matériel génétique dans nos fossiles, mais généralement en science, il est imprudent de dire jamais", a déclaré Maidment. Bertazzo couvre également ses paris : « Cela ouvre la possibilité de nombreux spécimens pouvant contenir des tissus mous, mais le problème avec l'ADN est que même si vous le trouvez, il ne sera pas intact. Il est possible que vous trouviez des fragments, mais en trouver plus que cela ? Qui sait?"

Anjali Goswami, paléontologue à l'University College London, a déclaré que si des tissus mous de dinosaures étaient trouvés dans beaucoup plus de fossiles, cela pourrait avoir un effet transformateur sur la recherche. « Si nous pouvons étendre les données dont nous disposons sur les tissus mous, à partir de fossiles mal conservés, cela a de réelles implications pour notre compréhension de la vie dans les temps lointains », a-t-elle déclaré.


Des scientifiques découvrent du sang de dinosaure dans des fossiles de dinosaures vieux de 75 millions d'années

A l'Imperial College de Londres, des scientifiques ont travaillé sur un projet tout droit sorti de Jurassic Park. Alors qu'ils étudiaient des os de dinosaures datant de 75 millions d'années, ils sont tombés sur quelque chose à quoi personne ne s'attendait, du sang et des fragments de tissus mous. Une découverte massive pour les paléontologues mais malheureusement pas un mouvement vers la création de dinosaures. L'ADN à l'intérieur des os a disparu il y a des millions d'années, mais heureusement pour les paléontologues, le sang et les tissus ont décidé de rester.

La raison de toute cette excitation est que même sans ADN, les restes de sang et de tissus de dinosaures dans ces os mal conservés donnent l'espoir de plus grandes découvertes. L'espoir est que si du sang de dinosaure peut être trouvé dans des os en mauvais état, d'autres fossiles pourraient contenir de plus grandes réserves à découvrir. Bien sûr, l'équipe qui a fait la découverte ne veut pas que le monde espère tout de suite.

"Nous devons encore faire plus de recherches pour confirmer ce que nous imaginons dans ces fragments d'os de dinosaures, mais les structures tissulaires anciennes que nous avons analysées présentent certaines similitudes avec les globules rouges et les fibres de collagène", a déclaré Sergio Bertazzo, auteur de l'étude. dit dans un communiqué. « Si nous pouvons confirmer que nos observations initiales sont correctes, cela pourrait fournir de nouvelles informations sur la façon dont ces créatures vivaient et évoluaient autrefois. »

Ce qui est encore plus surprenant, c'est où l'équipe de recherche a trouvé ces fragments de sang de dinosaure. Os de dinosaures du Crétacé découverts au Canada il y a un siècle avant d'être transférés au Natural History Museum de Londres.

Si cela n'était pas assez choquant après que l'équipe ait scanné les os à l'aide de microscopes électroniques avancés et de spectrométrie de masse, elle a découvert que les fragments de sang et les tissus des dinosaures étaient similaires au sang de l'émeu moderne. Un grand oiseau incapable de voler trouvé en Australie qui, selon des chercheurs, partage des similitudes avec les dinosaures. Maintenant, ils espèrent pouvoir utiliser les mêmes techniques sur des fossiles mieux conservés pour trouver encore plus d'échantillons de sang de dinosaure et plus encore.


La découverte controversée de tissus mous de T. Rex enfin expliquée

La découverte controversée de tissus mous vieux de 68 millions d'années provenant des os d'un Tyrannosaure rex a enfin une explication physique. Selon de nouvelles recherches, le fer dans le corps du dinosaure préservait les tissus avant qu'ils ne se décomposent.

La recherche, dirigée par Mary Schweitzer, paléontologue moléculaire à la North Carolina State University, explique comment les protéines – et peut-être même l'ADN – peuvent survivre des millénaires. Schweitzer et ses collègues ont soulevé cette question pour la première fois en 2005, lorsqu'ils ont découvert l'impossible : des tissus mous préservés à l'intérieur de la jambe d'un adolescent T. rex déterré dans le Montana.

"Ce que nous avons trouvé était inhabituel, car il était toujours doux et toujours transparent et toujours flexible", a déclaré Schweitzer à LiveScience.

T. rextissu?

La découverte était également controversée, car les scientifiques pensaient que les protéines qui composent les tissus mous devraient se dégrader en moins d'un million d'années dans les meilleures conditions. Dans la plupart des cas, les microbes se régalent des tissus mous d'un animal mort, le détruisant en quelques semaines. Le tissu doit être autre chose, peut-être le produit d'une invasion bactérienne ultérieure, ont fait valoir les critiques.

Puis, en 2007, Schweitzer et ses collègues ont analysé la chimie du T. rex protéines. Ils ont découvert que les protéines provenaient vraiment des tissus mous des dinosaures. Le tissu était du collagène, ont-ils rapporté dans la revue Science, et il partageait des similitudes avec le collagène d'oiseau - ce qui est logique, car les oiseaux modernes ont évolué à partir de dinosaures théropodes tels que T. rex.

Les chercheurs ont également analysé d'autres fossiles pour la présence de tissus mous et ont découvert qu'ils étaient présents dans environ la moitié de leurs échantillons remontant à la période jurassique, qui a duré de 145,5 millions à 199,6 millions d'années, a déclaré Schweitzer.

« Le problème est que, pendant 300 ans, nous avons pensé : « Eh bien, les produits organiques sont tous partis, alors pourquoi devrions-nous chercher quelque chose qui ne sera pas là ? » et personne ne regarde", a-t-elle déclaré.

La question évidente, cependant, était de savoir comment des tissus mous et souples pouvaient survivre pendant des millions d'années. Dans une nouvelle étude publiée aujourd'hui (26 novembre) dans la revue Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, Schweitzer pense avoir la réponse : le fer.

Le fer est un élément présent en abondance dans l'organisme, notamment dans le sang, où il fait partie de la protéine qui transporte l'oxygène des poumons vers les tissus. Le fer est également très réactif avec d'autres molécules, de sorte que le corps le maintient étroitement enfermé, lié à des molécules qui l'empêchent de faire des ravages dans les tissus.

Après la mort, cependant, le fer est libéré de sa cage. Il forme de minuscules nanoparticules de fer et génère également des radicaux libres, des molécules très réactives qui seraient impliquées dans le vieillissement.

"Les radicaux libres provoquent des nœuds entre les protéines et les membranes cellulaires", a déclaré Schweitzer. "Ils agissent essentiellement comme du formaldéhyde."

Le formaldéhyde, bien sûr, préserve les tissus. Il agit en liant ou en réticulant les acides aminés qui composent les protéines, ce qui rend ces protéines plus résistantes à la pourriture.

Schweitzer et ses collègues ont découvert que les tissus mous des dinosaures sont étroitement associés aux nanoparticules de fer dans les deux T. rex et un autre spécimen de tissus mous de Brachylophosaurus canadensis, un type de dinosaure à bec de canard. Ils ont ensuite testé l'idée du fer comme conservateur en utilisant des vaisseaux sanguins d'autruche modernes. Ils ont trempé un groupe de vaisseaux sanguins dans un liquide riche en fer composé de globules rouges et un autre groupe dans de l'eau. Les vaisseaux sanguins laissés dans l'eau se sont transformés en un désordre dégoûtant en quelques jours. Les vaisseaux sanguins imbibés de globules rouges restent reconnaissables après avoir été assis à température ambiante pendant deux ans. [Paleo-Art : les illustrations donnent vie aux dinosaures]

Recherche de tissus mous

Le sang riche en fer des dinosaures, combiné à un bon environnement pour la fossilisation, peut expliquer l'existence étonnante des tissus mous du Crétacé (une période qui a duré d'environ 65,5 millions à 145,5 millions d'années) et même plus tôt. Les spécimens avec lesquels Schweitzer travaille, y compris la peau, montrent une excellente conservation. Les ossements de ces divers spécimens sont articulés, non éparpillés, suggérant qu'ils ont été enterrés rapidement. Ils sont également enfouis dans du grès, qui est poreux et peut évacuer les bactéries et les enzymes réactives qui dégraderaient autrement l'os.

Schweitzer est sur le point de rechercher plus de tissus mous de dinosaures cet été. "J'aimerais trouver un gros klaxon T. rex qui est complètement articulé qui est encore dans le sol, ou quelque chose de similaire », a-t-elle déclaré. Pour préserver la chimie des tissus mous potentiels, les spécimens ne doivent pas être traités avec des conservateurs ou de la colle, comme le sont la plupart des os fossiles, a-t-elle déclaré. Et ils doivent être testés rapidement, car les tissus mous pourraient se dégrader une fois exposés à l'air et à l'humidité modernes.

Surtout, Schweitzer et ses collègues ont compris comment éliminer le fer de leurs échantillons, ce qui leur permet d'analyser les protéines d'origine. Ils ont même trouvé des produits chimiques compatibles avec l'ADN, bien que Schweitzer s'empresse de noter qu'elle n'a pas prouvé qu'ils sont vraiment de l'ADN. Les techniques d'élimination du fer devraient permettre aux paléontologues de rechercher plus efficacement les tissus mous et de les tester lorsqu'ils les trouvent.

"Une fois que nous pourrons comprendre la chimie derrière certains de ces tissus mous, il y a toutes sortes de questions que nous pouvons poser aux organismes anciens", a déclaré Schweitzer.

Note de l'éditeur: Cet article a été mis à jour à 14h00 heure de l'Est le 28 novembre pour corriger un langage peu clair sur les protéines et l'ADN.


Des scientifiques voient des signes de sang de dinosaure dans des fossiles vieux de 75 millions d'années

Des scientifiques de l'Imperial College de Londres ont découvert ce qui semble être des restes de tissus mous et de globules rouges dans des os de dinosaures mal conservés datant de 75 millions d'années.

Ce n'est pas un signe avant-coureur de "Jurassic Park", car aucune trace d'ADN n'a été trouvée dans les échantillons de fossiles. Mais les chercheurs ont déclaré que la découverte signifie que les paléontologues pourraient être en mesure de trouver beaucoup plus de matériel biologique dans les os de dinosaures qu'on ne le pensait auparavant.

"Nous devons encore faire plus de recherches pour confirmer ce que nous imaginons dans ces fragments d'os de dinosaures, mais les structures tissulaires anciennes que nous avons analysées présentent certaines similitudes avec les globules rouges et les fibres de collagène", a déclaré l'auteur de l'étude, Sergio Bertazzo, dans un communiqué. déclaration. "Si nous pouvons confirmer que nos observations initiales sont correctes, cela pourrait donner de nouvelles informations sur la façon dont ces créatures vivaient et évoluaient autrefois."

L'équipe a examiné des fragments de huit ossements de dinosaures du Crétacé, qui ont duré de 145 à 66 millions d'années et se sont terminés avec l'extinction des dinosaures. Les ossements ont été déterrés au Canada il y a plus d'un siècle et ont été conservés au Natural History Museum de Londres.

Voici une image SEM de certaines cellules sanguines de dinosaures qui ne figurent pas dans notre article. Ne sont-ils pas plutôt beaux ? @sbertazz pic.twitter.com/GQEJZuPdpi

– Susie Maidment (@Tweetisaurus) 9 juin 2015

À l'aide de microscopes électroniques avancés et de spectrométrie de masse pour analyser les échantillons, les chercheurs ont détecté ce qui semble être des fibres de collagène calcifiées – ainsi que des structures ressemblant à des globules rouges qui étaient « étonnamment similaires » au sang trouvé dans l'émeu moderne, un grand incapable de voler. oiseau originaire d'Australie.

Ce n'est pas la première fois que des tissus mous sont découverts dans des fossiles de dinosaures. En 2005, des chercheurs ont signalé la découverte de tissus mous vieux de 68 millions d'années conservés à l'intérieur de la jambe d'un T. rex déterré dans le Montana. Un cas similaire, impliquant un dinosaure à bec de canard connu sous le nom de Brachylophosaurus, a été révélé en 2009.

Les scientifiques de l'Imperial College affirment que, contrairement à ces cas précédents, les fossiles de dinosaures qu'ils ont examinés étaient mal conservés. "Notre étude nous aide à voir que les tissus mous préservés peuvent être plus répandus dans les fossiles de dinosaures que nous ne le pensions à l'origine", a déclaré Susannah Maidment, autre auteur de l'étude à l'Imperial College.

L'étude a été publiée mardi dans Nature Communications – et a illuminé Twitter avec le hashtag #dinoblood.

Thomas Holtz Jr., paléontologue des vertébrés à l'Université du Maryland, a déclaré que les résultats semblent solides. "Cela semble être la meilleure interprétation de leurs observations. Ils ont utilisé plusieurs analyses microscopiques et chimiques pour tester leurs idées, et les structures correspondent aux valeurs attendues pour les globules rouges et les fragments de collagène", a-t-il déclaré à NBC News par e-mail. "Cette nouvelle étude montre que l'os fossile qui est assez merdique (en termes de structure osseuse) peut toujours fournir de merveilleuses informations chimiques et cellulaires. Et cela renforce l'observation selon laquelle nous en savons moins sur les détails de la décomposition et de la préservation que nous ne le pensions. ."


Les scientifiques pourraient avoir trouvé des cellules sanguines de dinosaures vieilles de 75 millions d'années

Selon la BBC, des scientifiques de l'Imperial College de Londres ont trouvé des preuves de tissus mous de dinosaures préservés, y compris des signes de collagène trouvés dans la peau, les tendons et les ligaments des animaux modernes.

Ce qui sépare cela des découvertes antérieures qui faisaient des affirmations similaires, c'est l'état des spécimens étudiés. Le Dr Susannah Maidment a déclaré à la BBC que des rapports antérieurs sur les tissus mous trouvés dans des fossiles de dinosaures "avaient tendance à être dans des spécimens qui sont vraiment exceptionnellement préservés." Maidment a qualifié de tels cas de cas uniques qui "nécessitent une plaidoirie spéciale" pour expliquer comment ils se sont retrouvés dans un état de conservation.

Dans le cas des nouvelles découvertes, cependant, les fossiles traînent autour du Musée d'histoire naturelle de Londres depuis plus d'un siècle.

"Je ne peux même pas vous dire de quel dinosaure ils viennent", a déclaré Maidment. La découverte pourrait signifier qu'une telle préservation des tissus mous est en fait une partie normale du processus de fossilisation.

L'étude des fibres de collagène pourrait permettre de mieux comprendre les relations entre les différentes espèces de dinosaures. Maidment a également commenté la possibilité que de l'ADN soit trouvé dans des fossiles de dinosaures.

"Nous n'en avons trouvé aucun", a déclaré Maidment, mais a ajouté "Je pense qu'il n'est pas sage de dire que nous n'en trouverons jamais à l'avenir."

Alors, l'avenir sera-t-il gouverné par des dinosaures hybrides et génétiquement modifiés ? Nous voulons savoir quelle est la combinaison de dinosaures de vos rêves. Faites le nous savoir dans les commentaires.


Des scientifiques découvrent des globules rouges et des protéines dans des fossiles de dinosaures vieux de 75 millions d'années

Quelques jours seulement avant que Steven Spielberg ne publie son dernier blockbuster de dinosaures sous la forme de Monde Jurassique – le quatrième film de la franchise – les scientifiques ont annoncé avoir trouvé des preuves de globules rouges et de protéines préservés dans des fossiles de dinosaures vieux de 75 millions d'années.

Dans l'original 1993 parc jurassique, des scientifiques fictifs ont extrait le sang de dinosaure d'un moustique enseveli dans l'ambre et ont utilisé l'ADN pour cloner une ménagerie vivante de créatures éteintes. Maintenant, de vrais scientifiques ont trouvé ce qu'ils pensent être des globules rouges et des fibres de collagène dans des os de dinosaures conservés pendant plus d'un siècle au Natural History Museum de Londres.

Bien que ce ne soit pas la première fois que des scientifiques prétendent avoir extrait des tissus mous de fossiles de dinosaures, c'est la première fois que des chercheurs le font à partir de spécimens mal conservés avec des techniques qu'ils prétendent exemptes du risque de contamination croisée normale.

« Nous avons trouvé ce que nous pensons être des globules rouges et des fibres de collagène. Toutes les preuves le montrent et il est très difficile de trouver quoi que ce soit d'autre, mais nous devons faire preuve d'un certain scepticisme », a déclaré Susannah Maidment de l'Imperial College de Londres, membre de l'équipe de recherche.

However, the possibility of extracting even broken fragments of dinosaur DNA are next to impossible, Dr Maidment added.

“There is no genetic material, no evidence at all. But it would be unwise to say ‘never’ in science. Who knows what we might find if we look hard enough,” she said.

The scientists analysed eight fragments from a range of dinosaur fossils, such as the dagger-like claw of a theropod carnivore similar to Tyrannosaurus rex and the bones of a duck-billed hadrosaur and a horned stegosaurus-like species. All the specimens were so badly preserved that they were stored in the museum’s backrooms rather than being in the public galleries.

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“They were not considered to be good enough for display and as our techniques are destructive we ended up being given these rather rubbish fossils to test. However, to our surprise we found evidence of soft tissues,” Dr Maidment said.

Scanning electron microscope studies revealed that the dinosaur claw contained tiny ovoid structures with an inner, denser core, which the scientists believe are red blood cells containing cell nuclei.

“All vertebrate except mammals like us have red blood cells with nuclei. The fact that we found cells with nuclei rules out any contamination with the red blood cells of humans who may have handled the fossils,” Dr Maidment said. Further tests with a mass spectrometer showed that the red cells in the fossils have a similar organic structure to the red cells of blood from an emu, which is consistent with the idea that modern birds evolved directly from dinosaurs.

The investigations, published in the journal Nature Communications, also revealed the presence of filament-like fibres similar to collagen, a structural protein found in skin and bone.

The fibres were twisted into rope-like structures and tests showed they contained a combination of amino acids similar to collagen.

“Our study is helping us to see that preserved soft tissues may be more widespread in dinosaur fossils than we originally thought,” Dr Maidment said. “Although remnants of soft tissues have previously been discovered in rare, exceptionally preserved fossils, what is particularly exciting about our study is that we have discovered structures reminiscent of blood cells and collagen fibres in scrappy, poorly preserved fossils. This suggests that this sort of soft tissue preservation might be widespread in fossils.”


More dinosaur bones yield traces of blood, soft tissue

A scanning electron micrograph of a sliver of theropod claw reveals oval-like structures. These resemble red blood cells in living birds. Less dense, carbon-based material appears red. Denser mineralized material appears green.

S. BERTAZZO ET AL/NATURE COMMUNICATIONS 2015

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Scientists studying dinosaur evolution are finding many more bones to pick.

Researchers from London have found hints of blood and fibrous tissue in a hodgepodge of 75-million-year-old dinosaur bones. These fossils had been poorly preserved. That now suggests residues of soft tissues may be more common in dino bones than scientists had thought. Details appeared June 9 in Nature Communications.

Scientists are excited at the idea that soft tissues might still exist in most dinosaur bones. It would give them the ability to study these long-extinct animals at the cellular level. And such studies could reveal when dinosaurs switched from being cold-blooded to warm-blooded creatures.

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Explainer: How a fossil forms

Susannah Maidment is a paleontologist at Imperial College London in England. She was part of a team that has just found residues of soft tissue in slivers of eight dinosaur bones. These included a toe claw from a theropod. There also was a rib from a duckbilled dinosaur. All had been found about a century ago, mostly in Alberta, Canada. Since then, the bones had been stashed in drawers at the Natural History Museum in London.

The team used a scanning electron microscope to study the bones. This special microscope can highlight features that are just a few billionths of a meter across. The dinosaur bone images revealed what appeared to be red blood cells. A second type of powerful microscope probed the structure of some bone features. These images showed bands similar to patterns formed by collagen in animal bones today. Collagen is a fibrous protein. It is found not only in bones, but also in cartilage, tendons and other connective tissues.

Fibrous strings in this scanning electron micrograph of a dinosaur bone slice resemble calcified collagen fibers. Denser areas appear green less dense areas appear red. SERGIO BERTAZZO Chemical analyses showed the bone slices contained amino acids. These are the basic constituents of proteins. The slices also contained other molecules. Some of these molecules resembled those in the blood of an emu . Others resembled collagen from rabbit bone.

“Those results tell us that there are actual original components of blood and collagen preserved in the fossil bones,” Maidment says.

The size of a blood cell can tell scientists a lot. For example, smaller red blood cells indicate its host had a faster metabolism. (An organism’s metabolism is the set of life-sustaining chemical reactions that take place inside its cells.) Faster metabolisms are typical of warm-blooded animals.

“The ancestors of dinosaurs are thought to have been cold-blooded animals,” Maidment notes. Birds, the descendants of the dinosaurs, are warm-blooded. “This means that somewhere on the line to birds, within the dinosaur group, warm-bloodedness evolved,” she explains. “At the moment, we have no direct evidence for this transition from bones alone.”

Collins at York argues that scientists need to go beyond pointing out that amino acids and proteins exist in fossil dinosaur bones. After all, he notes, scientists have known about that since the 1970s. He says the next big advance will be extracting these preserved proteins. Doing so would allow researchers to determine the order of the amino acids in each protein. That information could help fill in the gaps in dinosaur evolution.

Preliminary studies have delivered these kind of dinosaur data. However, the results have not been reproducible, Collins says. Reproducible means another scientist should be able to recreate an experiment under the same conditions and be left with the same results. “That’s what we’re waiting for now,” Collins says.

Power Words

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acides aminés Simple molecules that occur naturally in plant and animal tissues and that are the basic constituents of proteins.

birds Warm-blooded animals with wings that first showed up during the time of the dinosaurs. Birds are jacketed in feathers and produce young from the eggs they deposit in some sort of nest. Most birds fly, but throughout history there have been the occasional species that don’t.

carbon The chemical element having the atomic number 6. It is the physical basis of all life on Earth. Carbon exists freely as graphite and diamond. It is an important part of coal, limestone and petroleum, and is capable of self-bonding, chemically, to form an enormous number of chemically, biologically and commercially important molecules.

cell The smallest structural and functional unit of an organism. Typically too small to see with the naked eye,it consists of watery fluid surrounded by a membrane or wall. Animals are made of anywhere from thousands to trillions of cells, depending on their size.

cold-blooded Adjective for an animal whose body temperature varies with that of its environment.

collagen A fibrous protein found in bones, cartilage, tendons and other connective tissues.

dinosaur A term that means terrible lizard. These ancient reptiles lived from about 250 million years ago to roughly 65 million years ago. All descended from egg-laying reptiles known as archosaurs. Their descendants eventually split into two lines. They are distinguished by their hips. The lizard-hipped line became saurichians, such as two-footed theropods like T. rex and the lumbering four-footed Apatosaurus (once known as brontosaurus). A second line of so-called bird-hipped, or ornithischian dinosaurs, led to a widely differing group of animals that included the stegosaurs and duckbilled dinosaurs.

electron microscope A microscope with high resolution and magnification that uses electrons rather than light to image an object.

emu A large, flightless bird. Only the ostrich is a larger bird. The emu is native to Australia, Indonesia, the Philippines and some South Pacific islands. The animal belongs to a very primitive family within modern birds. It eats fruits, seeds and insects and tends to travel over a broad region rather than settling down in one small area.

evolution A process by which species undergo changes over time, usually through genetic variation and natural selection. These changes usually result in a new type of organism better suited for its environment than the earlier type. The newer type is not necessarily more “advanced,” just better adapted to the conditions in which it developed.

extinct An adjective that describes a species for which there are no living members.

metabolism The set of life-sustaining chemical reactions that take place inside cells. These reactions enable organisms to grow, reproduce, move and otherwise respond to their environments.

mineral The crystal-forming substances, such as quartz, apatite, or various carbonates, that make up rock. Most rocks contain several different minerals mish-mashed together. A mineral usually is solid and stable at room temperatures and has a specific formula, or recipe (with atoms occurring in certain proportions) and a specific crystalline structure (meaning that its atoms are organized in certain regular three-dimensional patterns). (in physiology) The same chemicals that are needed by the body to make and feed tissues to maintain health.

molecule An electrically neutral group of atoms that represents the smallest possible amount of a chemical compound. Molecules can be made of single types of atoms or of different types. For example, the oxygen in the air is made of two oxygen atoms (O2), but water is made of two hydrogen atoms and one oxygen atom (H2O).

paleontologist A scientist who specializes in studying fossils, the remains of ancient organisms.

proteins Compounds made from one or more long chains of amino acids. Proteins are an essential part of all living organisms. They form the basis of living cells, muscle and tissues they also do the work inside of cells. The hemoglobin in blood and the antibodies that attempt to fight infections are among the better-known, stand-alone proteins.Medicines frequently work by latching onto proteins.

red blood cells Colored red by hemoglobin, these cells move oxygen from the lungs to all tissues of the body.

reproducibility(in science) The ability of a researcher to independently recreate an experiment or study, under the same conditions, and yield the same results.

reptile Cold-blooded vertebrate animals, whose skin is covered with scales or horny plates. Snakes, turtles, lizards and alligators are all reptiles.

residue A remnant or material that is left behind after something has been removed. For instance, residues of paint may remain behind after someone attempts to sand a piece of wood or sticky residues of adhesive tape may remain on the skin after a bandage is removed or residues of chemicals may remain in the blood after exposure to a pollutant.

scanning electron microscope (SEM) A scientific instrument in which the surface of a specimen is scanned by a beam of electrons that are reflected to form an image.

theropod Usually a meat-eating dinosaur that belonged to a group whose members tended to be bipedal (walk on two legs). They ranged from small and delicately built to very large.

tissue Any of the distinct types of material, comprised of cells, which make up animals, plants or fungi. Cells within a tissue work as a unit to perform a particular function in living organisms. Different organs of the human body, for instance, often are made from many different types of tissues. And brain tissue will be very different from bone or heart tissue.

warm-blooded Adjective for animals (chiefly mammals and birds) that maintain a constant body temperature, typically above that of their surroundings.

Citations

S. Milius. “This is no cold fish!” Science News for Students. May 24, 2015.

M. Rosen. “Picture this: The real ‘early bird.’” Science News for Students. May 18, 2015.

S. Ornes. “Dinos ‘quickly’ shrunk into birds.” Science News for Students. August 11, 2014.

S. Zielinski. “Explainer: How a fossil forms.” Science News for Students. June 18, 2014.

D. Fox. “Surprise! Fossils in a flash.” Science News for Students. May 16, 2014.

S. Ornes. “Hot or cold dinos.” Science News for Students. July 12, 2012.

Original Journal Source: S. Bertazzo et al. Fibres and cellular structures preserved in 75-million-year-old dinosaur specimens. Nature Communications. Published online June 9, 2015. doi: 10.1038/ncomms8352.

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But in the latest discovery, researchers found the blood cells and fibres that appear to be collagen - a protein that makes up skin and hair - were found on badly preserved dinosaur bones

COULD SOFT TISSUE BE USED TO CLONE DINOSAURS?

With the release of Jurassic World in cinemas, the idea of cloning extinct dinosaurs from DNA extracted from insects preserved in amber is receiving new attention.

In the original Jurassic Park scientists extract 80-million-year-old DNA from mosquitoes trapped in amber.

However, recent research has shown that DNA is unlikely to ever survive that long.

But the discovery of proteins like collagen on fossilised dinosaur remains will raise hopes that it may be possible to find remaining DNA.

However, even if that is possible, the fragments will be too small to allow scientists to ever hope to build a genome complete enough to clone the ancient reptiles and bring them back to life.

Indeed, red blood cells, like those found in the most recent study, contain no genetic material at all.

With the discovery of collagen fibres - a particularly strong protein - it may be possible to reconstruct the short gene that codes for them by studying the structure of the protein.

However, even that may be pushing what is possible as the level of preservation may not be good enough.

Palaeontologists now hope the discovery of the red blood cells could allow them to finally answer questions about the metabolic rate of the extinct animals and help determine how active they were.

Scientists have long debated whether dinosaurs were warm or cold blooded, with them often being portrayed as sluggish, cumbersome creatures.

By comparing the red blood cells with other species it may be possible to determine relative metabolic rates of the creatures.

Dr Susannah Maidment, a junior research fellow at Imperial College London who was one of the authors of the research, said: 'Our study is helping us to see that preserved soft tissue may be more widespread in dinosaur fossils than we originally thought.

'Although remnants of soft tissues have previously been discovered in rare, exceptionally preserved fossils, what is particularly exciting about our study is that we have discovered structures reminiscent of blood cells and collagen fibres in scrappy, poorly preserved fossils.

'This suggests that this sort of soft tissue preservation might be widespread in fossils.

'Early indications suggest that these poorly preserved fossils may be useful pieces in the dinosaur jigsaw puzzle to help us to understand in more detail how dinosaurs evolved into being warm blooded creatures, and how different dinosaur species were related.'

To conduct their study the researchers, whose work is published in the journal Nature Communications, used scanning electron microscopes to examine eight dinosaur fossils.

This colour scanning electron microscope reveals the long mineralised fibres that scientists believe may be collagen. They obtained this from the fossilised rib bone of an unknown species of dinosaur. It was produced by combining three images obtained using different kinds of detectors

Scientists found red blood cell like structures on this ungual claw from an unknown species of theropod. They believe comparing these cells with other species will allow them to learn about dinosaurs metabolic rate

These included a claw from a predatory theropod and bones from several unidentified hadrosaurs.

They used ion beams to slice into each fossil and observe the internal structure of the fossils.

They then compared the ancient soft tissue to blood samples taken from an Emu and found that the fossilised material resembeled red blood cells.

Proteins are also extremely rare in fossils of this age as they usually break down after around four million years, but the scientists discovered what appears to be collagen fibres.

This 3D reconstruction from scanning electron microscope images of the red blood cells found in the fossils. Each suspected cell is shown in a different colour to make it stand out

This video shows the 3D reconstruction of the red blood cells found on the fossilied bones. Each cell is shown in a different colour (Credit: Bertazzo et al/Nature Communications)

If they are able to further analyse the material it may even reveal how it compares to modern animals and perhaps even reconstruct a fragment of the creature's DNA.

Writing in the journal, the researchers said they hoped their findings would encourage researchers to re-examine other dinosaur fossils for signs of soft tissue.

The said: 'Incredibly, none of the samples showed external indicators of exceptional preservation and this strongly suggests that the preservation of soft tissues and even proteins is a more common phenomenon than previously accepted.'

Dr Sergio Bertazzo, another author who worked on the study at Imperial College London, said: 'We still need to do more research to confirm what it is that we are imaging in these dinosaur bone fragments, but the ancient tissue structures we have analysed have some similarities to red blood cells and collagen fibres.

'If we can confirm that our initial observations are correct, then this could yield fresh insights into how these creatures once lived and evolved.'

Dr Sergio Bertazzo (shown above) and his colleagues discovered the soft tissue on dinosaur bones that had been sitting in storage at the Natural History Museum as part of a larger collection for 100 years


Scientists break 75-million-year-old dinosaur fossils and find blood cells

Biomedical materials scientist Sergio Bertazzo examines a fossil at the Natural History Museum of London.

Scientists analyzing fragments of poorly preserved dinosaur bones excavated more than a century ago have discovered what appear to be red blood cells and collagen fibers, soft tissues that thus far have only found rarely, on extremely well-preserved fossils.

The discovery -- which suggests that soft tissue remnants may be more widespread than thought in dinosaur bones -- was something of an accident, said Susannah Maidment, a junior research fellow in the department of earth science and engineering at Imperial College London and co-lead author of a study describing the find published Tuesday in the journal Nature Communications.

Maidment had met fellow lead author Sergio Bertazzo, a biomedical materials scientist also at Imperial College London, at a conference. Maidment studies the skeletons of dinosaurs such as stegosaurus and triceratops Bertazzo, the microscopic properties of living tissues such as human heart valves. As they discussed their work, Maidment was intrigued. Perhaps using Bertazzo’s high-powered microscopes to take a close look at bone crystals in fossils could help her understand the mechanical stresses the ancient beasts’ bodies endured.

“I was wondering, has anyone put dinosaur bone under there?” Maidment recalled. “Let’s just see what happens.”

It took some time for the scientists to convince a museum to allow them to break off pieces of ancient dinosaur bone for the experiment. But eventually Maidment and Bertazzo obtained a claw from a meat-eating dinosaur, estimated to be 75 million years old and discovered at the Dinosaur Park formation in Alberta, Canada, from curators at the National History Museum of London.

Bertazzo stuck a tiny sample tweezed off of the claw onto a scanning electron microscope. He didn’t find the bone crystals Maidment hoped to see, but within a couple of hours he found something else that got him excited.

“I received a series of increasingly frantic messages from him,” Maidment recalled. “‘I need to talk to you,’ . ‘I need to talk to you!’ . ‘I really need to talk to you!’”

Bertazzo had seen striking oval formations in the sample, which he thought were red blood cells. As a paleontologist, Maidment was skeptical -- thus far, only exceptionally well-preserved fossils had included soft tissue. Scientists believed such protein molecules could not survive for more than 4 million years.

So the team started working to eliminate various possibilities. They compared the oval structures to cells in modern bird blood, contributed by a friend of Maidment’s who “happened to have an emu in his freezer,” and found similarities in shape.

Using a machine known as a focused ion beam to cut clean nanoscale slices through the possible cells and looking at them again under the electron microscope, the scientists found a dense internal structure that looked like a nucleus. This provided more evidence that the red blood cells weren’t a result of contamination. Red blood cells from mammals, including humans, don’t have nuclei. Those from other animals, such as reptiles and birds, do.

At one point, Maidment asked a specialist in fungi what the “spores” in the sample were.

“She said, ‘I don’t know -- they look like blood cells,’” Maidment said.

The collagen was discovered in another sample, a bit of rib from an undetermined dinosaur dating from around the same period of time. Bertazzo was again using the ion beam to slice into the fossil, hoping to examine what had happened to holes in the bones where the collagen should have been when the dinosaur was alive.

Looking at the slice with the electron microscope, he found fibers with distinctive black and white banding -- a signature of collagen that arises from its protein structure. That the banding was still visible, Maidment said, provided evidence that the protein was intact and the collagen had been well-preserved. When the team analyzed the chemical makeup of the purported blood cells and collagen using a mass spectrometer, they found similarities to emu blood and a modern rabbit bone.

In the end, they were reasonably convinced they had found ancient blood and collagen. “Neither Sergio nor I can figure out what else these might be,” Maidment said.

Assessing eight samples from the museum in all, Bertazzo and Maidment and their co-authors were able to find blood cells in two and collagen in three, suggesting that there might be a lot of soft tissue lurking in old fossils. Such a potentially large supply of dinosaur blood and collagen could help paleontologists refine their knowledge of the ancient beasts’ natural history, Maidment said.

Red blood cell size, for instance, is known to correlate with an animal’s warm-bloodedness: the smaller the cell, the higher the animal’s metabolic rate. At some point, dinosaurs -- whose ancestors were cold-blooded reptiles and whose descendents are warm-blooded birds -- probably evolved to become warm-blooded. If scientists could find red blood cells in different types of dinosaurs and measure the cells’ size, they might be able to pinpoint where and when a transition from cold-bloodedness to warm-bloodedness occurred. Getting a better idea of particular animals’ metabolic rates might also help paleontologists understand how they would have behaved when they were alive.

Similarly, scientists might be able to use collagen, which is unique in every animal, as a sort of fingerprint to help them work out the relationships between creatures -- much in the same way researchers use DNA in younger samples to understand relatedness between individuals and species.

Today, scientists use bone structure to try to understand the dinosaur family tree having the collagen fingerprint information would bring an independent, “fresh set of data” to the discussion, Maidment said.

For now, she added, she and Bertazzo would like to look for blood and collagen in older bones, and in fossils preserved in different types of burial environments.


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