Фактическая сохранность фрагментов макромолекул в зависимости от времени, прошедшего с момента захоронения

8. Фактическая сохранность фрагментов макромолекул в зависимости от времени, прошедшего с момента захоронения

Кажется познавательным представить сведения из, так сказать, областей молекулярной археологии и молекулярной антропологии. А именно — сохранность иммуногенных фрагментов белков и ДНК в останках доисторических и исторических людей (табл. 2).

Таблица 2(см. в материалах к публикации)

Испанские исследователи вообще подвергают сомнению корректность сравнительного с современным человеком расчета мутаций в амплифицированных ДНК тех "неандертальцев", поскольку, как они пишут, никто не учитывал вариаций в норме в определенном участке той ДНК митохондрий. Пересчитали испанцы заново эту "генетику", и указывают, что никакого расхождения ("дивергенции") "неандерталец" — современный человек у них не получается [65].

Наконец, только что (2004 г) работы немецких исследователей ДНК неандертальца, похоже, надолго закрыли вопрос с его "расхождениями" от нас [66]. Оказалось, что экстракты из древних костей сами по себе обладают сильной способностью вызывать повреждения в ДНК (мутации — точковые замены и делеции). Когда последовательности современных митохондриальных ДНК помещали в экстракты из кости неандертальца, то наблюдались их повреждения (77% исходных копий были значительно изменены). И часто — именно в тех участках, что ранее столь любили сравнивать в плане "неандерталец" — Homo sapiens. Авторы делают предположение, что все дело в клеях и консервантах, которыми в прежние времена пропитывали кости, и что "последовательности древних ДНК необходимо исследовать с предосторожностями по крайней мере до тех пор, пока молекулярная основа вызываемых экстрактом мутаций не будет понята" [66].

Из табл. 2 видно, что, во-первых, чем старше образец даже по шкале в единицы тысяч лет, тем хуже сохраняются белки. И хотя гемоглобин, например, идентифицируется в самых древних костях, в останках возрастом единицы тысяч лет его содержание уже очень мало [53].

Противоречивы данные относительно сложного и лабильного белка иммуноглобулина G. С одной стороны, он обнаружен "молекулярными археологами" в останках доисторических детей, а, с другой стороны, — не идентифицирован судебными медиками спустя всего 1,3 года после пребывания ткани с кровью в земле (см. табл. 2).

Очень иллюстративными кажутся эксперименты по идентификации в остатках костей ископаемых животных остеокальцина. Они полностью запутывают картину датирования геологических эпох.

Остеокальцин представляет собой низкомолекулярный (масса 5200–5900 "у.е.") белок позвоночных, состоящий из порядка 50-ти аминокислот и содержащий три остатка глутаминовой кислоты. Его аминокислотная последовательность, если пользоваться специальным термином, консервативна, т.е. мало отличается для различных видов животных. На взгляд биохимика, этот белок просто чудовищно термостабилен: так, после нагревания порошка из кости современной коровы при 165°C в течение 5,3 ч остеокальцин распадается только на 90% [67].

Это кажется почище вируса гепатита, который полностью инактивировать кипячением не удается —приходится автоклавировать при температурах выше 100°C. И хотя низкомолекулярные белки хорошо известны своей термостабильностью, должен заметить, что показатель остеокальцина выходит за всякие мыслимые рамки.

Отсюда вывод — очень стабилен белок остеокальцин к физико-химическим воздействиям. Термодинамически стабилен, а, значит, сохраняться в костях должен долгое время (если, конечно, микроорганизмы не учитывать — они быстро справятся с любым растворимым белком). И действительно — еще в 1987 г нашли остеокальцин в ископаемых костях быка и зубах грызуна [26], а позже — в костях древних бизонов [67] и даже в останках динозавра [27]. Следовало бы ожидать, что в образцах от быка и бизона остеокальцин сохранится много лучше, чем, например, в костях динозавра. Однако это оказывается не так.

В работе 2002 г. [67] получены уникальные в своем роде данные. Основная часть исследования заключалась в микровыделении остеокальцина из порошка костей бизона возрастом 56–59 тыс. лет. Авторам с помощью специальных современных методов удалось его очистить, "умножить" количественно и определить аминокислотную последовательность, которая была аналогичной показателю современного остеокальцина. К сожалению, выход белка из тех костей, которым насчитали 55–56 тыс. лет, авторы не представили. (Выход белка — его количество, полученное из 1 г или из 1 кг исходного материала; в данном случае — костей.)

Зато авторы представили выход остеокальцина из костей современной коровы и бизонов возрастом по "120 и 300 тыс. лет". Определение в экстрактах из костного порошка проведено с помощью радиоиммунологического метода с антителами к остеокальцину современной коровы [67]. Чувствительность данного метода велика — достаточно просто следовых количеств белков, а полученные значения отвечают их истинной концентрации в пробах из тех или иных образцов [42].

Исходя из приведенных авторами [67] значений (в специальных единицах — пикомолях на 1 мг кости) путем расчета удается узнать, каково содержание остеокальцина в более общеизвестных единицах (например, в мг на 1 кг исходных костей). Нами построен соответствующий график (рисунок) сохранения остеокальцина в костях в зависимости от времени ("сотен тысяч лет"; оценено палеонтологами в [67]).

Из рисунка (см. материалы к публикации) видно, что нормальный уровень остеокальцина в костях современной нам коровы (а, значит, и у бизонов должно быть сравнимое значение) составляет 0,25 мг/кг кости. Это малое содержание: вспомним, что даже из тиранозавра доктору М. Швейцер с соавторами удалось получить порядка 1 мг гемоглобина [8]. Иными словами, в организме, вероятно, содержится много меньше остеокальцина, чем гемоглобина (последнего — вспомним анализы крови — 120–140 грамм на 1 л крови).

Несмотря на всю стабильность остеокальцина, спустя "оцененные" 120 тыс. лет после смерти животного уровень этого белка в костях бизона (судя по [67] — "без вечной мерзлоты") уменьшился в 28 раз, а спустя 300 тыс. лет (другой бизон, конечно) — в 2500 раз (см. рисунок). В последнем случае детектируются просто следовые количества белка — одна десятимиллионная грамма на 1 кг костных остатков. Это указывает, как кажется вначале, что даже столь невероятно устойчивый к физико-химическим воздействиям остеокальцин плохо сохраняется в образцах возрастом "сотни тысяч лет" (видимо — работа микробов).

Но, при всем при том, известна идентификация остеокальцина в ископаемых останках различных животных возрастом до 13 млн. лет [26]. Как он может там обнаруживаться, если исходить из экстраполяции сохранности от времени согласно графику на представленном нами рисунке?

Существует еще один пример — остеокальцин в костях динозавра (и не одного) возрастом "73–75 млн. лет" (1992 г.) [27[. Конечно, там также использовали метод иммунохимического анализа, а именно: определяли уровень остеокальцина в экстрактах из костей двух динозавров, используя антитела кролика против остеокальцина современного аллигатора. Детектировали исследуемый белок динозавров и с помощью HPLC (один из типов специальной высокоразрешающей хроматографии).

Что вы думаете? Остеокальцин прекрасно определялся в костях возрастом "73–75 млн. лет" [27]. Чувствительность иммунохимического метода, использованного авторами [27], нисколько не выше, чем радиоиммунологического анализа при изучении костей бизонов в [67]. Значит, содержание остеокальцина в костях тех динозавров никак не меньше, чем у упомянутых древних бизонов, хотя возраст костей динозавров больше в 250–600 раз. Более того, поскольку авторам [27] удалось выделить остеокальцин динозавра с помощью HPLC, его содержание никак нельзя назвать тем следовым, что детектировано для бизонов в 120 и 300 тыс. лет. Скорее, оно соответствовало тому, что было характерно для костей бизона возрастом 55–56 тыс. лет в [67], для которых как раз подобное микровыделение с HPLC и проводили.

Это уже почти 1200-кратная разница в возрасте ископаемых остатков.

В костях же бизонов в "120 и 300 тыс. лет", как уже отмечалось (см. рисунок), уровень остеокальцина совершенно ничтожен — 9 и 0,1 микрограмма на 1 кг (микрограмм — 0,001 мг). Чтобы выделить из таких костей белок хотя бы путем HPLC, понадобились бы тонны ископаемых останков.

Но остеокальцином вопрос не исчерпывается. Из табл. 1 (см. выше) видно, что детектированы и даже получены (выделены, очищены) фрагменты других белки. Непонятен весьма лабильный (нестойкий) альбумин, который идентифицировали в костях мастодонта. Хотя известно, что последние мастодонты были современниками человека, все-таки, по оценкам, их ископаемым останкам не менее 10 тыс. лет [68], что кажется несколько многовато для сохранения даже частей молекулы альбумина.

И каким образом в старой работе 1976 г. [4] ухитрились выделить фрагмент гликопротеина из моллюска возрастом в "80 млн. лет", да не просто выделить, а определить его аминокислотную последовательность, сравнить последнюю с показателем современного нам такого же моллюска и сказать: "Да, аналогичны". Ведь в 1976 г., когда проводили то исследование, никаких сверхчувствительных методов выделения в сверхмикроколичествах, подобных HPLC, насколько мне известно, не было. Имелись только различные виды обычной хроматографии, что и было использовано в [4]. А для этих хроматографий требуется много материала.

Вопросы, вопросы... Гемоглобин тиранозавра доктора М. Швейцер с соавторами [8], опять же. Лабильный белок. Это вам не крайне стабильная маленькая молекула остеокальцина. Каким образом удалось выделить отнюдь не следовые количества фрагментов гемоглобина, которые позволили иммунизировать животных и получить антисыворотку?

Ответьте мне все же на вопросы: что же это за таинственные механизмы стабилизации у тиранозавра и что же это за столь различные условия захоронения, когда:

• В одном и том же источнике (костях), хотя и разных животных;

• Фрагменты значительно более лабильного белка (гемоглобина);

• Сохраняются в 200–500 раз дольше, чем стабильного (остеокальцин);

• Да еще в количествах, на много-много порядков выше.

Добавим: а бета-кератин ящеров (до "140 млн. лет" — см. табл. 1). Как с ним? Сохранился ведь.

Но почему тогда, если взглянуть на "палеоантропологическую" и "археологическую" табл. 2, мы обнаруживаем достаточно плохую детекцию гемоглобина и других белков в образцах возрастом "всего-навсего" порядка тысяч лет?

Так что, помимо остеокальцина бизонов, очень многое свидетельствует о том, что даже несоизмеримо меньшие по сравнению с геологическими промежутки времени весьма отражаются на сохранности биомолекул. Впрочем, ничего другого биохимик не может и ожидать: вспомним контрольные опыты М. Швейцер с соавторами [8], в которых они проверяли интактность коммерческих, закупленных недавно на химических фирмах препаратов гемоглобинов (то, что недавно — следует из гарантированного срока годности подобных белковых препаратов).

И позволим себе еще раз издать "глас вопиющего в пустыне": неужели гемоглобин, который слабо определяется уже в некоторых костях с оцененным возрастом всего в единицы тысяч лет (табл. 2), применительно к тому тиранозавру вдруг попал в столь чудесные условия, что частично сохранился за промежуток времени более чем в десятки тысяч раз продолжительный? И другие белки ископаемых животных тоже (см. табл. 1). Кто-то может верить в подобное, но для меня, например, все это кажется полным абсурдом, даже если прямых доказательств обратному получить нельзя (как смоделируешь те химические и физические условия за "десятки миллионов лет"?).

И здесь следует твердо высказать свое мнение (пусть его назовут субъективным). Биохимик-эволюционист, допускающий существование нераспавшегося за десятки и сотни миллионов лет иммуногенного полипептида в кости, гораздо более далек от понимания выявленных фундаментальными естественнонаучными дисциплинами закономерностей, чем биохимик-креационист, который, хотя и не имеет непосредственного опровержения, но, опираясь на те закономерности, полагает, что фрагмент белка не может иметь столь гигантский возраст. Что те белки не могут быть захороненными не только миллионы, но даже сотни тысяч лет назад.

Похожие работы

Сотворение или эволюция? - Ответ в палеонтологическом музее им. Орлова (Москва)

Скачать

40082

0

0

... они будут погребены под слоями медленно оседающих осадочных отложений. Это касается в частности и костей животных (4). Исключения немногочисленны – например, зубы акул, сохраняющиеся в морской воде. Палеонтологический музей представляет нам изумительную коллекцию костных останков разных организмов. Очень часто это целые скелеты со всеми прекрасно сохранившимися составляющими их костями. И такие ...

Эволюция или сотворение?

Скачать

16751

0

0

... labyrinthine morphology for evolution of human bipedal locomotion. Nature, 369: 645–648. (в русском изложении: Карл Виланд. Новые данные: только человек когда-либо обладал прямохождением - в альм. «Сотворение», вып.2, М., 2004, и на www.slovotech.narod.ru )). 5 . Schweitzer M.H. et. al., Heme compounds in dinosaur trabecular bone // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997. V. 94. № 12. P. 6291–6296. ...

Развитие эволюционных учений

Скачать

25703

0

3

... отношений, появление более совершенных орудий труда, жилища, одежды привели к снижению роли биологического фактора эволюции и усилению ведущего действия социальных законов развития[5]. Заключение Эволюционное учение - это совокупность представлений о механизмах и закономерностях исторических изменений (эволюции) в живой природе. Предметом изучения эволюционного учения являются фактор

Эволюционные учения

Скачать

36044

0

0

... системы классификации К. Линнея, селекции растений и животных, сравнительной анатомии, сравнительной эмбриологии, сравнительной биохимии гипотезами, которые в совокупности составляют достаточно обоснованную теорию.   3. Эволюционное учение свободных падений Само понятие номогенез, и аргументы в пользу того, что, вопреки Дарвину, эволюция отнюдь не случайный, но закономерный процесс подробно ...