Sejak ahli paleontologi University of North Carolina Mary Schweitzer menemui tisu lembut mereka dalam fosil dinosaur, persoalan telah diajukan kepada sains moden makhluk purba: Bolehkah kita menemui DNA dinosaurus yang asli? Dan jika demikian, tidakkah kita akan dapat mencipta haiwan yang menakjubkan ini dengan pertolongannya?
Tidak mudah untuk memberikan jawapan yang pasti untuk soalan-soalan ini, tetapi Dr. Schweitzer tetap bersetuju untuk membantu kita memahami apa yang kita ketahui hari ini mengenai bahan genetik dinosaurus dan apa yang dapat kita andalkan di masa depan.
Bolehkah kita mendapatkan DNA dari fosil?
Soalan ini harus difahami sebagai "bolehkah kita mendapatkan DNA dinosaurus"? Tulang terdiri dari hidroksiapatit mineral, yang mempunyai pertalian tinggi dengan DNA dan banyak protein sehingga digunakan secara aktif di makmal hari ini untuk membersihkan molekulnya. Tulang dinosaurus telah berbaring di tanah selama 65 juta tahun, dan kebarangkaliannya cukup tinggi bahawa jika anda mula aktif mencari molekul DNA di dalamnya, maka sangat mungkin untuk mencarinya. Hanya kerana sebilangan biomolekul boleh menempel mineral ini seperti Velcro. Masalahnya, bagaimanapun, tidak hanya mencari DNA dalam tulang dinosaurus sebagai membuktikan bahawa molekul ini tergolong dalam dinosaur dan tidak berasal dari sumber lain yang mungkin.
Adakah kita akan dapat memulihkan DNA asli dari tulang dinosaur? Jawapan saintifiknya adalah ya. Segala-galanya boleh dilakukan sehingga terbukti sebaliknya. Adakah kita sekarang dapat membuktikan kemustahilan mengekstrak DNA dinosaur? Tidak mereka tidak boleh. Adakah kita sudah mempunyai molekul gen dinosaur yang asli? Tidak, soalan ini masih terbuka.
Berapa lama DNA dapat disimpan dalam catatan geologi dan bagaimana seseorang dapat membuktikan bahawa ia termasuk dalam dinosaurus, dan tidak masuk ke sampel yang sudah ada di makmal bersama dengan beberapa bahan cemar?
Ramai saintis percaya bahawa DNA mempunyai jangka hayat yang cukup pendek. Pada pendapat mereka, molekul-molekul ini tidak mungkin bertahan lebih lama dari satu juta tahun, dan tentunya tidak lebih dari lima hingga enam juta tahun paling baik. Kedudukan ini melucutkan harapan kita untuk melihat DNA makhluk yang hidup lebih 65 juta tahun yang lalu. Tetapi dari mana nombor ini berasal?
Video promosi:
Para saintis yang menangani masalah ini memasukkan molekul DNA ke dalam asid panas dan menentukan masa yang diperlukan untuk membusuk. Suhu dan keasidan yang tinggi telah digunakan sebagai pengganti untuk jangka masa yang panjang. Menurut penemuan penyelidik, DNA merosot dengan cepat. Hasil dari satu kajian tersebut, yang membandingkan bilangan molekul DNA yang berjaya diekstrak dari sampel usia yang berbeza - dari beberapa ratus hingga 8000 tahun - menunjukkan bahawa bilangan molekul yang diekstrak menurun seiring bertambahnya usia. Para saintis bahkan dapat memodelkan "kadar pereputan" dan meramalkan, walaupun mereka tidak menguji tuntutan ini, bahawa sangat mustahil untuk menjumpai DNA pada tulang Kapur. Ironinya, kajian yang sama menunjukkan bahawa usia sahaja tidak dapat menjelaskan pemecahan atau pemeliharaan DNA.
Di sisi lain, kami mempunyai empat bukti yang bebas bahawa molekul yang serupa dengan DNA dapat melokalisasi dalam sel tulang kita sendiri, dan ini sesuai dengan jangkaan penemuan seperti itu pada tulang dinosaurus. Oleh itu, jika kita mengekstrak DNA dari tulang milik dinosaur, bagaimana kita dapat memastikan bahawa ini bukan hasil pencemaran kemudian?
Idea bahawa DNA dapat bertahan begitu lama memang mempunyai peluang kejayaan yang agak tipis, jadi sebarang tuntutan untuk mencari atau memulihkan DNA dinosaur sebenar mesti memenuhi kriteria yang paling ketat. Kami menawarkan yang berikut:
1. Urutan DNA yang diasingkan dari tulang harus sesuai dengan apa yang diharapkan berdasarkan data lain. Hari ini, terdapat lebih dari 300 tanda yang menghubungkan dinosaurus dengan burung, dan dengan meyakinkan membuktikan bahawa burung berevolusi dari dinosaur theropod. Oleh itu, urutan DNA dinosaur yang diperoleh dari tulang mereka harus lebih mirip dengan bahan genetik burung daripada DNA buaya, sementara berbeza dari keduanya. Mereka juga akan berbeza dengan DNA yang berasal dari sumber moden.
2. Sekiranya DNA dinosaurus itu nyata, jelas akan sangat terpecah-pecah dan sukar untuk dianalisis dengan kaedah terkini kita, yang dirancang untuk menyusun DNA moden yang sihat dan bahagia. Sekiranya "Tirex DNA" ternyata terdiri dari tali panjang yang relatif mudah diuraikan, maka kemungkinan besar kita berhadapan dengan pencemaran, dan bukan DNA dinosaurus yang asli.
3. Molekul DNA dianggap lebih rapuh berbanding dengan sebatian kimia lain. Oleh itu, jika DNA asli terdapat dalam bahan, maka mesti ada molekul lain yang lebih tahan lama, misalnya, kolagen. Pada masa yang sama, hubungan dengan burung dan buaya juga harus ditelusuri dalam molekul sebatian yang lebih stabil ini. Sebagai tambahan, dalam bahan fosil, misalnya, lipid yang membentuk membran sel dapat dijumpai. Lipid lebih stabil daripada protein atau molekul DNA secara purata.
4. Sekiranya protein dan DNA berjaya dipelihara dari zaman Mesozoikum, kaitannya dengan dinosaur harus disahkan bukan hanya dengan penjujukan, tetapi juga dengan kaedah penyelidikan saintifik yang lain. Contohnya, mengikat protein dengan antibodi tertentu akan membuktikan bahawa ini memang protein tisu lembut dan bukan pencemaran dari batuan luaran. Dalam kajian kami, kami berjaya melokalkan bahan kimia seperti DNA di dalam sel-sel tulang T. Rex menggunakan kedua-dua teknik khusus DNA dan antibodi terhadap protein yang berkaitan dengan DNA vertebrata.
5. Akhirnya, dan mungkin yang paling penting, pengawasan yang tepat harus dilaksanakan pada semua peringkat penyelidikan apa pun. Bersama dengan sampel yang kami harapkan untuk mengekstrak DNA, perlu untuk menyelidiki batuan inang, serta semua sebatian kimia yang digunakan di makmal. Sekiranya ia juga mengandungi urutan yang menarik bagi kami, kemungkinan besar ia hanya bahan pencemar.
Jadi adakah kita akan dapat mengklon dinosaur?
Dari satu segi. Kloning, seperti yang biasa dilakukan di makmal, adalah memasukkan sekeping DNA yang diketahui ke dalam plasmid bakteria. Fragmen ini meniru setiap kali sel membelah, menghasilkan banyak salinan DNA yang serupa. Kaedah pengklonan lain adalah dengan memasukkan sejumlah DNA ke dalam sel yang boleh digunakan, dari mana bahan nuklearnya sendiri telah dikeluarkan sebelumnya. Kemudian sel seperti itu diletakkan di dalam organisma inang, dan DNA penderma mula mengawal pembentukan dan perkembangan keturunan, sama persis dengan penderma. Domba Dolly yang terkenal adalah contoh penggunaan kaedah pengklonan ini. Apabila orang bercakap tentang "mengklon dinosaur," mereka biasanya bermaksud seperti ini. Walau bagaimanapun, proses ini sangat rumit, dan, walaupun sifat tidak saintifik dari anggapan ini,kemungkinan kita suatu hari nanti dapat mengatasi semua ketidakkonsistenan antara serpihan DNA dari tulang dinosaur dan menghasilkan keturunan yang sangat kecil sehingga saya menggolongkannya sebagai "tidak mungkin."
Tetapi hanya kerana kemungkinan membuat Taman Jurassic yang sebenar adalah sedikit, tidak dapat dikatakan bahawa mustahil untuk mengembalikan DNA dinosaurus itu sendiri atau molekul lain dari tinggalan kuno. Sebenarnya, molekul purba ini dapat memberitahu kita banyak. Bagaimanapun, semua perubahan evolusi mesti berlaku terlebih dahulu dalam gen dan dicerminkan dalam molekul DNA. Kita juga dapat belajar banyak tentang umur molekul in vivo secara langsung, bukan melalui eksperimen makmal. Akhirnya, memulihkan molekul dari spesimen fosil, termasuk dinosaurus, memberi kita maklumat penting mengenai asal usul dan penyebaran pelbagai inovasi evolusi, seperti bulu.
Masih banyak yang harus kita pelajari dalam analisis molekul fosil, dan kita mesti terus berusaha dengan teliti, jangan sekali-kali melebih-lebihkan data yang kita terima. Tetapi kita dapat mengekstrak begitu banyak perkara menarik dari molekul-molekul yang diawetkan dalam fosil itu yang semestinya wajar untuk usaha kita.
