古生物学者は化石で発見されたとされる恐竜の幼生細胞に懐疑的

古生物学者は化石で発見されたとされる恐竜の幼生細胞に懐疑的

ジュラシック・パーク・シリーズには深くお詫び申し上げますが、DNAは保存状態が悪く、恐竜の遺伝子データはこれまで回収されていません。科学者が恐竜のDNAを発見したという最近のニュースは確かに興味深いものですが、突飛な主張であり、懐疑的な見方も必要です。

ナショナル・サイエンス・レビューに掲載された新たな研究によると、アヒルの嘴を持つ恐竜の赤ちゃん(ヒパクロサウルス・ステビンゲリ)の化石から、タンパク質、染色体、DNAの化学マーカーの痕跡が発見されたという。

誤解のないよう明確に申し上げますが、これはScience China Pressのプレスリリースとは対照的ですが、中国北京の中国科学院のアリダ・バイユル氏率いる科学者たちが実際に発見したのは恐竜のDNAではなく、DNAの存在と化学的に一致する物質です。これは一種の暗号のような表現ですが、重要な区別であり、残念ながら一部のメディアはプレスリリースを過度に解釈している可能性があります。

同時に、ノースカロライナ州立大学の古生物学者メアリー・シュバイツァー氏が共同執筆した新しい論文を文字通りに解釈することにも難色を示している。私たちが話を聞いた専門家らは、新たに提示された証拠は不十分で、不正確で、説得力に欠けると述べた。

恐竜の細胞物質、染色体、アミノ酸、そしてDNAの痕跡や特徴を発見することは、記念碑的かつ前例のない偉業となるでしょう。タンパク質とDNAは保存状態が良くありません。現在までに、化石記録の中で最も古い完全なゲノムは、ユーコン準州の永久凍土で発見された70万年前の馬のものであり、最も古いタンパク質は380万年前のダチョウの卵殻から発見されています。したがって、数千万年前に生息していた恐竜のタンパク質とDNAが発見されれば、これらの微細構造がどれほど良好に保存されているかという私たちの理解に、画期的な変化をもたらすでしょう。

「これらの有機物は…長期間の保存と化石化過程における深部埋没の熱の影響により、最も安定性の低い生体分子の一つであると理解されています」と、シカゴのフィールド自然史博物館統合研究センターの研究者であるエヴァン・サイッタ氏はギズモードへのメールで述べています。「しかし、驚くべきはそのサンプルの極めて古い年代です。この7500万年前の化石は、DNAやタンパク質の予想される保存限界よりも少なくとも1桁か2桁古いのです」と、今回の研究には関与していないサイッタ氏は述べました。

新たな研究で、バイユル、シュバイツァー、そしてその同僚たちは、1980年代にモンタナ州北部で発見されたカモノハシ恐竜の雛の化石を研究した。化石化した骨は、上部白亜紀に遡るトゥーメディシン層に埋もれていた。頭蓋骨の破片を分析したところ、石灰化した軟骨の中に保存状態の良い細胞の痕跡が見つかり、現代のエミューの類似した特徴と比較した。

顕微鏡で観察すると、軟骨細胞と思われる一対の細胞が細胞間橋を介して細胞分裂と一致する形で結合しているのが観察された。また、細胞核を思わせる暗い塊と、染色体と「形態学的に一致する」と推定される細長い構造も確認されたと、新たな論文は述べている。

「信じられませんでした。心臓が止まりそうになりました」とバイユルさんはプレスリリースで述べた。

元の分子も保存されているかどうかを確認するため、研究者らは同じ場所で発見された別の化石、ヒパクロサウルスの雛の免疫学的および組織化学的分析を行った。コラーゲンII(軟骨の主成分)の抗体に曝露すると、化石化した軟骨基質が反応し、恐竜の元の軟骨タンパク質の存在を示唆した。

もう一つの実験では、個々の軟骨細胞を分離し、DAPI(4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール)とPI(ヨウ化プロピジウム)という2種類のDNA染色剤に曝露しました。DAPIとPIはDNA断片に結合することができ、今回の実験では、現代の細胞に見られるような方法で結合が見られました。論文によると、この恐竜の「核物質が化石化を生き延びた」ことが示唆されています。

画像:
ヒパクロサウルスの単離軟骨細胞と、2種類のDNA検査に対する陽性反応。画像:(AM Bailleul et al., 2020)

「この幼体恐竜の頭蓋骨の一部に、元の細胞や組織の残骸が残っていることを示唆する複数の証拠を提示しました」とシュバイツァー氏はギズモードへのメールで述べています。「一つの証拠として、これらの細胞のような構造を特定の染料で染色すると、DNAを含む現代の細胞と同じパターンで光るというものがあります。つまり、これらの軟骨細胞のような構造の中に、DNAと化学的に一致する物質が存在するという証拠があると言えるのです。」

軟骨細胞は軟骨にのみ存在し、軟骨基質を生成します。現代の軟骨細胞はDNAを含んでいるため、DAPIおよびPI色素に対する反応は驚くべきことではありません。しかし、恐竜の化石で同様の反応が記録されたことは驚くべきことだとシュバイツァー氏は説明します。とはいえ、シュバイツァー氏らは2013年に骨形成細胞(骨細胞)で同様の現象を実証していますが、化石軟骨でこのような分子反応が示されたのは今回が初めてです。

「恐竜のDNAだとは断言できませんが、そう解釈するのも妥当でしょう」とシュバイツァー氏は述べた。「恐竜のDNAだと断定できるのは配列データを通してのみです」が、元となる試料の限界からそれは不可能だ。

論文の中で、著者らはサンプルが汚染されていた可能性を認めているものの、「今回のケースでは妥当な説明ではない」と述べ、「元のタンパク質やDNAが長い時間をかけて保存されていた可能性は、データによって十分に否定されていない」と述べている。つまり、著者らは恐竜の元の物質が化石の中にまだ閉じ込められていると確信しているということだ。

「ヒパクロサウルスのDNAの化学マーカーの特定は、当初の考えよりもはるかに長く保存される可能性があることを示唆している」と研究の著者らは結論付けている。

シュバイツァーが軟組織の化石の痕跡を発見したと主張するのは今回が初めてではない。前述の2013年の研究に加え、シュバイツァーはティラノサウルスの化石に含まれるコラーゲンやハドロサウルスのタンパク質断片の証拠など、他の研究論文も発表している。

サイッタ氏は、新論文で提示された解釈に同意するかどうか尋ねられると、「いいえ」と答え、この論文は「これらの著者の一部による、これまでで最も極端な主張を提示している」と述べた。ギズモードへのメールでは、サイッタ氏は長々とした不満を列挙し、DNAと比較してより新しい安定したタンパク質に関する主張は、統計的な欠陥や実験室での汚染など、様々な理由で疑問視されていると述べた。

「他の研究ではこれらの分子の存在を裏付ける証拠が得られていないだけでなく、骨は微生物群を積極的に引き寄せることが知られており、その有機物が本来のものと誤認される可能性があります」とサイッタ氏は述べた。「例えば、化石骨にはPIで染色できる微生物DNAが豊富に含まれていることを発見しました。PIは細胞膜を透過できないため、核に結合したDNAの証拠として用いることはできません」とサイッタ氏は述べ、自身が筆頭著者として名を連ねている2019年のeLife誌論文を指摘した。

さらにサイッタ氏は、特定の分子を標的とする技術としての組織化学染色や免疫染色には多くの疑問が投げかけられており、これらの染色は偽陽性を示すことで悪名高いと指摘する。また、サイッタ氏は「奇跡的に保存されているとされる有機物の多くが」顕微鏡下で「誤認されている」ことを懸念し、「人間はパターンのないデータにパターンを見出す傾向がある」と述べている。

ブリストル大学地球科学部の古生物学者ヤコブ・ヴィンター氏は、科学者が化石や軟組織を解釈する方法に関して、現在この分野には「並行した次元」が存在していると述べた。

「シュバイツァー氏をはじめとする数名は、タンパク質は容易に保存できると考えています。一方、桁違いに若い化石を研究している考古学者たちは、分解した断片以外は完全に無傷のタンパク質であるという主張を実証することができません」とヴィンサー氏はギズモードに語った。「考古学者は分解したタンパク質を調べるために質量分析法などの他の手法を用いており、それによって驚くべき発見が数多くなされています。しかし、恐竜のタンパク質を配列解析しようとすると、毎回、混入物しか見つかりません。もし[著者らが]本当に無傷のタンパク質を持っているのであれば、質量分析法によってこれらの大胆な主張を容易に裏付けることができるはずです。」

批判に慣れているシュバイツァー氏は、懐疑論者は「何を言ってもいい」が、データにもっと合う別の説明を考え出す必要があると述べた。

「私の知る限り、DAPIとPIはDNA以外の分子には結合しません」とシュバイツァー氏はGizmodoに語った。「DNA以外に、これら2つのマーカーに結合し、細胞のような構造内に局在するほどDNAに似た物質は他に何があるでしょうか?配列データはまだありませんが、DNAと一致しているとしか言えません。II型コラーゲンに対する抗体がこの軟骨組織に結合するのに隣接する骨に結合しないという事実も、特にすべての対照群を考慮すると、軟骨でない限り説明が困難です。」

https://gizmodo.com/dinosaur-dna-cannot-be-extracted-from-amber-1309607565

議論は激しさを増し、さらなる証拠の探求も続いています。悲しいことに(あるいは希望的なことに)、SFで語られていることとは裏腹に、恐竜のゲノム全体を再構築し、絶滅した恐竜を蘇らせることはおそらく不可能でしょう。

「もし『ジュラシック・ワールド』シリーズがもっと科学に忠実だったら、あんなに見ていてつらいものにはならなかったかもしれません」とサイッタ氏はギズモードに語った。「同様に、科学者として、私たちの研究論文がハリウッドの思惑に左右されるような未来には、決して陥ってはならないのです。」

Tagged: