Üç milyon yıllık kemiklerde bilim insanları beklenmedik bir şey buldu

Paleontoloji alanında çığır açan bir keşif, bilim insanlarını şaşkınlığa uğrattı. NYU Diş Hekimliği Fakültesi'nden Timothy Bromage liderliğindeki araştırma ekibi, Tanzanya, Malavi ve Güney Afrika'da bulunan milyonlarca yıllık fosil kemikleri inceleyerek, bu kemiklerin içinde korunan metabolit moleküllerini tespit etti. Nature dergisinde yayımlanan bu uluslararası çalışma, kemik kimyasının erken insan atalarının yaşadığı eski ortamları nasıl yeniden inşa edebileceğini ortaya koydu ve uzun zamandır kayıp olan bir dünyanın olağanüstü biyokimyasal bir anlık görüntüsünü sundu.

Fosil kemiklerde saklı metabolitler nasıl keşfedildi

Geleneksel paleontoloji çalışmaları, fosil kalıntılarını incelemek için DNA veya kolajene dayanmıştır. Ancak Bromage'ın ekibi daha ileri bir adım attı ve metabolomiks adı verilen biyokimyasal analiz yöntemini uyguladı. Araştırmacılar, Tanzanya'daki Olduvai Gorge, Malavi ve Güney Afrika'nın çeşitli bölgelerinden çıkarılan fosilleşmiş kemiklere kütle spektrometrisi tekniğini uyguladılar. Bu yöntem sayesinde, biyolojik işlevlerle doğrudan bağlantılı olan binlerce metabolit tespit edilebildi. Şaşırtıcı bir şekilde, bu metabolitlerin çoğu modern hayvanlarda bulunan metabolitlerle karşılaştırılabilir nitelikteydi. Bromage, metabolizmaya olan uzun süreli ilgisinin onu bu yöntemi fosillere uygulamaya yönelttiğini belirterek, kemik yapısının metabolitlerle dolu olduğunu ve bu bulguların paleontoloji alanında devrim niteliğinde olduğunu vurguladı.

Bu çığır açan yaklaşım, ekibin tarih öncesi hayvanların diyeti, sağlık durumu ve çevresel maruziyeti gibi ayrıntılı bilgileri izlemesini mümkün kıldı. Kemik kimyasının analizi, paleontologların tarih öncesi yaşamı yeniden inşa etme biçiminde büyük bir ilerlemeyi işaret etti. Araştırmacılar temel olarak modern fare kemiklerini kullanarak 2.200'den fazla metabolit tespit ettiler ve aynı yöntemi fosil örneklere uyguladıklarında, milyonlarca yıl önce yaşayan hayvanlarda bu metabolitlerin varlığını doğruladılar.

Fosil kemiklerin biyokimyasal kalıntıları nasıl korundu

Fosil kemiklerin taş benzeri kalıntılardan çok daha fazlası olduğu gerçeği, bu keşfin temelini oluşturmaktadır. Bir zamanlar küçük kan damarları ve besin alışverişleriyle iç içe geçmiş gözenekli mikro ortamlara sahip olan bu kemikler, zamanla taş haline dönüştü. Bu iç ağ yapısı, kimyasal kalıntıları kilitleyerek onları binlerce hatta milyonlarca yıl boyunca çürümeden korumuş olabilir. Önceki araştırmalar, bazı fosil kemiklerde kolaj proteinlerinin hayatta kaldığını zaten doğrulamıştı. Bromage bu fikri genişleterek, metabolitler gibi hassas ve karmaşık moleküllerin de kemik matrisi içinde gömülü olabileceğini öne sürdü.

Bromage'ın hipotezi, eğer kolaj bir fosil kemikte korunuyorsa, o zaman diğer biyomoleküllerin de kemik mikro ortamında korunmuş olabileceği yönündeydi ve bu hipotez doğru çıktı. Araştırmacılar, amino asitlerin, vitaminlerin ve hormonların izlerini almakla kalmadılar, aynı zamanda hastalık ve diyet alımının anlık görüntülerini de korudular. Bu yöntem, hayvanın son günlerinin ve içinde yaşadığı dünyanın çok boyutlu bir profilini oluşturmayı mümkün kıldı. Kemik yapısının gözenekli doğası, metabolitlerin korunmasında kritik bir rol oynadı ve bu sayede milyonlarca yıl öncesinin biyokimyasal sırları günümüze ulaşabildi.

Tarih öncesi parazit enfeksiyonunun kanıtı bulundu

En şaşırtıcı keşiflerden biri, Tanzanya'daki Olduvai Gorge'dan çıkarılan 1,8 milyon yıllık bir yer sincabı kemiğinde ortaya çıktı. Detaylı analiz, tsetse sinekleri tarafından bulaşan ve insanlarda uyku hastalığından sorumlu olan Trypanosoma brucei parazitinin kanıtlarını ortaya çıkardı. Sincabın vücudu, bu parazite karşı bir anti-enflamatuar bağışıklık tepkisi vermişti ve bu tepki, fosil kemik kimyasında hala görülebilir durumdaydı. Bromage, sincabın kemiğinde keşfettikleri şeyin, o parazitin biyolojisine özgü olan ve parazitin konakçısının kan dolaşımına saldığı belirli bir metabolit olduğunu açıkladı.