Phát hiện ra dấu vết hóa học DNA trong hóa thạch khủng long 75 triệu năm tuổi

Trong bộ phim "Công viên kỷ Jura", các nhà khoa học đã lấy máu từ con muỗi trong miếng hổ phách từ kỷ Jura. Họ đã phân lập DNA của khủng long trong mẫu máu lấy từ con muỗi đó, cuối cùng đã hồi sinh được nhiều loài khủng long là thành lập Jurassic Park.

Trong thực tế, tình huống như vậy được coi là không thể vì các phân tử DNA không ổn định và không thể được lưu trữ trong một thời gian dài, đặc biệt là ở các khu vực sâu dưới lòng đất với nhiệt độ và áp suất cao.

Bộ gen hoàn chỉnh lâu đời nhất trong hồ sơ hóa thạch hiện tại đến từ những con ngựa 700.000 năm tuổi được tìm thấy trong vùng băng vĩnh cửu ở Yukon, Canada và protein lâu đời nhất được tìm thấy trong vỏ trứng đà điểu cách đây 3,8 triệu năm. Nói cách khác, thời gian tồn tại tối đa của DNA trong tự nhiên là một triệu năm.

Hypacrosaurus là một chi khủng long mõ vịt tương tự như Corythosaurus. Chúng sống cách nay 75 đến 67 triệu năm, vào cuối kỷ Creta ở Alberta, Canada, và Montana, Hoa Kỳ

Tuy nhiên, gần đây, các nhà khoa học từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Bang Bắc Carolina ở Hoa Kỳ đã tìm thấy dấu vết của mô sụn, protein, nhiễm sắc thể và dấu vết hóa học DNA trong hộp sọ khủng long từ thời kỳ kỷ Phấn trắng cách đây 75 triệu năm.

Nói một cách chính xác hơn thì các nhà khoa học không phát hiện ra DNA nguyên vẹn của khủng long, thay vào đó là phát hiện ra sự tồn tại của các vật liệu phù hợp về mặt hóa học với DNA của khủng long. Vậy phát hiện này có ý nghĩa như thế nào? Hypacrosaurus là một chi khủng long mõ vịt tương tự như Corythosaurus. Chúng sống từ 75 triệu đến 67 triệu năm trước. Đây là một loài khủng long ăn cỏ có chiều dài cơ thể trưởng thành khoảng 9 mét và nặng khoảng 4 tấn. Nó thuộc loài hadrosauridae.

DNA là phân tử mang thông tin di truyền dưới dạng bộ ba mã di truyền quy định mọi hoạt động sống (sinh trưởng, sinh sản, phát triển v.v.) của các sinh vật và hầu hết virus. DNA và RNA là những axit nucleic, cùng với protein, lipid và cacbohydrat cao phân tử (polysaccharide) đều là những đại phân tử sinh học chính có vai trò quan trọng thiết yếu đối với mọi dạng sống được biết đến. Phần lớn các phân tử DNA được cấu tạo từ hai mạch polyme sinh học xoắn đều quanh một trục tưởng tượng tạo thành chuỗi xoắn kép.

Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Alida M. Bayel, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Cổ sinh vật học và Cổ sinh vật học của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc. Nhóm nghiên cứu đã hợp tác với nhà cổ sinh vật học Mary Schweitzer của Đại học bang Bắc Carolina ở Hoa Kỳ.

Nghiên cứu được công bố cho biết dấu vết của mô sụn, protein, nhiễm sắc thể và dấu vết hóa học DNA được bảo tồn trong hóa thạch của một con khủng long mỏ vịt Hypacrosaurus 75 triệu năm tuổi.

Thông qua quan sát bằng kính hiển vi, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy hai tế bào sụn vẫn được liên kết với nhau bởi các cầu nối trong các mảnh của hộp sọ Hypacrosaurus. Vật liệu giống với nhân tế bào cũng được phát hiện, ngoài ra mẫu hóa thạch này cũng chứa các cấu trúc kéo dài "phù hợp về mặt hình thái" với nhiễm sắc thể.

Trong nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu tuyên bố họ đã tìm thấy ma trận hữu cơ xung quanh các tế bào sụn hóa thạch phản ứng với kháng thể của Collagen I", được mô tả là protein chiếm ưu thế trong sụn ở tất cả các động vật có xương sống.

Shi Zhewei tại Viện Cổ sinh vật học và Cổ sinh vật học của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cho biết, mẫu hóa thạch của khủng long mỏ vịt còn cung cấp nhiều bằng chứng cho thấy các tế bào và dư lượng mô của khủng long vẫn được bảo tồn trong khu vực hộp sọ.

Khi các cấu trúc giống như tế bào này được nhuộm màu, chúng phát ra ánh sáng theo cách tương tự như các tế bào hiện đại có chứa DNA, vì vậy nó có thể chứng minh được rằng những cấu trúc giống như sụn này chứa các chất phù hợp về mặt hóa học với DNA.

Mặc dù các nhà khoa học không dễ giải thích được vì sao sau hàng triệu năm mà những mẫu vật này vẫn còn có thể tồn tại, nhưng phát hiện này có một ý nghĩa rất lớn đối với giới cổ sinh vật học và cung cấp thêm nhiều kiến thức để có thể nghiên cứu về sự tồn tại của khủng long trong tương lai.

DNA thông thường hiện diện trong nhiễm sắc thể dạng thẳng ở sinh vật nhân thực, và nhiễm sắc thể dạng vòng ở sinh vật nhân sơ. Nhiễm sắc thể (chromosome) thực chất là chất nhiễm sắc (chromatin) bị co xoắn từ kỳ đầu của quá trình phân bào. Còn chất nhiễm sắc chính là phức hợp giữa chuỗi xoắn kép DNA với các protein histone và phi histone gói gọn thành một cấu trúc cô đặc.

Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học vẫn không đồng ý với lời giải thích của nghiên cứu này, bởi vì cho đến nay nhiều nghiên cứu cho rằng DNA khủng long được tìm thấy thực sự là từ các mẫu hóa thạch bị ô nhiễm.

Evan Saitta, một nhà nghiên cứu từ Trung tâm nghiên cứu tích hợp tại Bảo tàng lịch sử tự nhiên ở Chicago, nói rằng vật liệu hữu cơ đã được phát hiện được hiểu là một trong những phân tử sinh học kém ổn định nhất trong thời gian dài. Dưới sức nóng của thời gian dài và dưới sức nóng của chôn cất sâu trong quá trình hóa thạch.