Med munnbind og en hatt med en stor skjerm, iført blå gummihansker, ligner den amerikanske paleontologen Evan Saitta mer en mann på handletur under en pandemi enn en forsker på feltarbeid.
Men han står i ødemarken i Canadas Dinosaur Provincial Park – et sted som er kjent for fossiler av dinosaurer, og det er derfor Saitta er pakket inn i verneutstyr.
Han er ikke redd for å bli smittet med en sykdom. I stedet er det fossilene som skal beskyttes mot ham.
Han forsøker å unngå at spor av hans eget DNA havner på knoklene – for han er på jakt etter det DNA-et som kanskje gjemmer seg der. Saitta har planer om å avgjøre en opphetet vitenskapelig diskusjon.
På den ene siden står flere forskere som gjennom de siste årene har hevdet at de har gjort sensasjonelle oppdagelser av dinosaurknokler med spor av mykvev: blodårer, celler, proteiner og til og med DNA.
På den andre siden er det forskere som påpeker at de utrolige oppdagelsene ikke har blitt tilstrekkelig etterprøvd av uavhengige forskere – og de regner det for usannsynlig at de sarte molekylene kan tåle millioner av år under bakken.
Paleontologen Evan Saitta på jakt etter fossiler iført gummihansker og maske.
Evan Saitta, som er ekspert på hvordan vev brytes ned og blir til fossiler, tilhører den siste kategorien av forskere, men han nøyer seg ikke med å sette ord mot ord.
Han har selv dratt på DNA-jakt for å avgjøre saken. Og når han er tilbake i laboratoriet, utsetter han funnene sine for alt det moderne vitenskap kan tilby av elektronmikroskoper og gensekvenseringsmaskiner.
Han skaper dessuten nye fossiler fra bunnen av døde firfisler og fugler for å få bedre innblikk i hva som skjer med molekylene i kroppen.
Mye står på spill for Saitta, og for alle oss andre, for viser det seg at knoklene virkelig kan gjemme på millioner av år gammelt DNA fra dinosaurer, vil det gjenopplive en drøm som forskerne for lengst hadde gitt opp: å vekke dinosaurene til live igjen.
Er kloningen av dinosaurer i Jurassic Park mulig?
I filmen Jurassic Park borer en forsker hull i en ravklump for å nå inn til en mygg som har blitt fanget i ravet i millioner av år. Ut av insektets mage suger han forsiktig et siste måltid – dinosaurblod der det finnes massevis av DNA.
DNA-et er fragmentert, men det kan lappes sammen med DNA fra frosker, og når dette genomet plasseres i et egg, utvikler det seg til en levende dinosaur.
Da filmen kom ut i 1993, virket det oppsiktsvekkende scenarioet i grove trekk som en reell mulighet.
Virkelighetens forskere hadde nettopp funnet DNA fra insekter i rav, og en ny metode for å sekvensere genomer ut fra små fragmenter av DNA var oppfunnet.
Men senere ble ravfunnene kritisert for å være forurenset med moderne DNA – og metoden bak oppdagelsen var feilaktig. Flere studier har senere sådd tvil om hvorvidt DNA kan overleve i millioner av år.
Hvordan kan man gjenopplive dinosaurene?
Utvinn DNA fra knokkelpulver
Forskerne pulveriserer en del av knokkelen og oppløser pulveret i en væske. Deretter kan forskerne trekke ut DNA-et og lese av sekvensen. Eventuelle hull i sekvensen kan på datamaskinen fylles med lignende sekvenser fra dinosaurens nålevende slektninger, fugler.
Produser arvemateriale fra bunnen
Det sammenlappede genomet skal nå printes fra datamaskinen. Det foregår ved å sette sammen små kjeder av DNA-baser og deretter lime sammen de små stykkene til store. Forskere har tidligere brukt denne metoden til å bygge genomer fra bakterier helt fra bunnen.
Overfør DNA til en fuglecelle
Forskerne tar en befruktet eggcelle fra en fugl og fjerner forsiktig DNA-et i cellekjernen uten å skade cellen. Deretter settes det nye dinosaurgenomet inn i cellen. En
lignende metode ble brukt allerede i 1996, da forskere klonet en sau.
Plasser celle i kunstig egg
Eggcellen deler seg til et lite foster i løpet av få dager i en petriskål. Så flyttes det til et kunstig egg, der det kan utvikle seg til en levedyktig dinosaurunge på samme måte som en kylling i et hønseegg.
Har forskere undersøkt DNA-teknikken fra Jurassic Park?
I 2013 undersøkte en gruppe engelske forskere for eksempel insekter i kopal – et mellomstadium mellom harpiks og rav.
Insektene var mellom 60 000 og 10 600 år gamle, og forskerne fant ikke noe bevart DNA. Heller ikke fossile knokler har vist spor etter så gammelt DNA.
Det eldste komplette genomene stammer fra en 700 000 år gammel hesteknokkel funnet i permafrost.
En dansk-australsk forskergruppe forsøkte i 2012 å sette en presis holdbarhetsdato på DNA.
De undersøkte DNA-ets tilstand i knokler av ulik alder fra den utdøde fuglen moa og regnet på hvordan arvematerialet ble brutt ned over tid.
De kom fram til at knokler går tom for DNA-biter som er store nok til å sekvenseres etter bare 1,5 millioner år.
Dinosaurer – med unntak av fuglene – forsvant allerede for 66 millioner år siden, så utløpsdatoen for DNA-et deres må for lengst være overskredet.
Proteiner gjemmer også på genetisk informasjon fordi oppbygningen avspeiler DNA-koden, og de holder lenger enn DNA.
Men de eldste proteinene forskerne med sikkerhet har funnet, er 3,4 millioner år gamle, så de løser ikke problemet.
Likevel er jakten på gammelt DNA, proteiner og andre spor av mykvev fra dinosaurer intensivert i de siste tiårene, og Montana i det nordvestlige USA er episenter for den nye molekylære paleontologien.
Her har paleontolog Jack Horner, som var vitenskapelig konsulent for Jurassic Park-filmen, hatt laboratoriet sitt ved Museum of the Rockies.
I dag er han pensjonert, men hans tidligere studenter er sentrale figurer i den vitenskapelige striden om hvor lenge DNA og proteiner kan overleve tidens tann.
Kan dinosaur-fossiler eller -knokler inneholde DNA?
Det er et omdiskutert emne om fossiler eller knokler kan inneholde DNA fra dinosaurer.
En av Horners tidligere studenter er molekylærpaleontologen Mary Schweitzer. Hun har sammen med andre forskere i de siste årene offentliggjort flere omdiskuterte funn som tyder på at mykvev kan finnes i godt bevarte knokler.
Hun er også involvert i en ny oppdagelse fra 2020, sammen med en annen av Horners tidligere studenter, Alida Bailleul.
I to dinosaurfossiler fra Montana hevder de å ha funnet proteinet kollagen i noe som ligner brusk.
Og de har oppdaget mikroskopiske, cellelignende strukturer der noen kanskje holder på å dele seg, og andre inneholder avlange former som tilsynelatende er cellekjerner – fullt med DNA.
Oppdagelsene er gjort i kranier fra to unger av såkalte andenebbdinosaurer som levde i Montana for 75 millioner år siden. Horner var med på å finne dem i 1979, da han avdekket en hel redeplass kjent som «Eggefjellet i Montana».
Kraniene ble skåret i tynne skiver og konservert, og i 2020 gjorde forskerne nye oppdagelser i det gamle funnet.
De har sammenlignet fossilene med kraniet fra en ung emu, og både gamle og nye kranier ble utsatt for en rekke tester.
De ble først lagt i syrebad, slik at alt uorganisk materiale ble oppløst, og deretter tilsatte forskerne såkalte antistoffer, som normalt dannes av immunsystemet i kampen mot bakterier og virus.
Antistoffer finnes i uendelig mange varianter, og hver av dem har den egenskapen at de bare – eller nesten bare – kan binde seg til en bestemt type protein.
Derfor brukes de i forskningen for å identifisere om et bestemt protein er til stede i en prøve. Og i Mary Schweitzers forsøk viste antistoffene at både emuen og fossilene inneholdt spor av en bestemt type kollagen som forekommer i brusk.
Forskerne mener at brusk dekket deler av ungenes bakhoder, der knokkelplater etter hvert skulle gro sammen.
Og hvis brusken er bevart, er det et godt tegn for bevaring av DNA, for brusk er ikke så porøst som bein, og derfor kan det kanskje fungere som en mer robust beholder til DNA.
Forskerne undersøkte også om emuens celler og de cellelignende strukturene fra fossilene inneholdt DNA.
Testen består i å tilsette et fargestoff som binder seg til DNA – og stoffet festet seg til både emu og fossiler. Resultatet tyder på at DNA – eller i hvert fall fragmenter av DNA – kan overleve i knokler i opp mot 75 millioner år.
Og Schweitzer og kollegene hennes står ikke helt alene med teorien sin. For eksempel hevder engelske forskere å ha funnet spor av bruskfibre og blodceller i en rekke dinosaurknokler.
I motsetning til andre forskeres funn bygget oppdagelsene deres på knokler som ikke var spesielt godt bevart.
Derfor mener de engelske forskerne at mykvev kan bevares, men også at det skjer oftere enn noen hadde turt håpe på.
Det var særlig den påstanden som fikk Evan Saitta til å dekke seg i verneutstyr og gå på jakt etter DNA og proteiner i Canadas Dinosaur Provincial Park.
Overraskelse var gjemt i knokler
Saitta samlet først fossiler etter sterile retningslinjer for å unngå å forurense knoklene under utgravingen. Knoklene var 75 millioner år gamle og fra en slektning til den trehornede triceratops.
De ble sendt til laboratorier ved universiteter i Princeston i USA og Bristol og York i England og analysert med flere ulike metoder for å begrense feil og mistolkinger.
Imidlertid ble de ikke, som Schweitzers fossiler, testet med antistoffer, for den metoden kan gi falske positive svar.
Alle analyser kom fram til samme konklusjon. Prøvene var ikke forurenset, og det var ingen spor av kollagen. Til gjengjeld inneholdt de en annen overraskelse. Knoklene var fullt av av DNA – bare ikke fra dinosaurer.
Fragmenter av skjelettet fra dinosauren Centrosaurus (til venstre) ble tilsatt et rødt fargestoff som binder til DNA (til høyre). Bildet viser at knoklene inneholder store mengder DNA – 50 ganger mer enn bergartene rundt.
DNA-et kom fra store mengder mikrober som hadde bosatt seg i knoklene. I alt fant Saitta og kollegene hans 46 arter av bakterier og andre mikrober, også flere hittil ukjente arter. Og noen av knoklenes mikrober kan bryte ned kollagen.
«Dette prosjektet viser at knokler ikke er spesielt velegnet til å beskytte mykvev. De er ikke en slags tidskapsler, men porøse og åpne systemer. Organisk materiale kan lekke ut, og mikrober kan trenge inn», sier Saitta.
Han mener at de sporene av DNA som andre forskere har funnet, stammer fra mikrober, og de kollagenlignende proteinene kan være dannet av sopper.
Strukturene som ligner celler, cellekjerner og blodårer, er antagelig også dannet av de invaderende mikrobene.
Hvordan kan man finne DNA i dinosaurfossiler?
Fossiljakten i den kanadiske ødemarken er bare en liten del av Saittas arbeid. Han bruker også helt andre – og mer kreative – metoder til å undersøke om eldgamle fossiler kan bevare sine opprinnelige molekyler.
Når et dyr dør, må det begraves av for eksempel sand for å kunne bli til et fossil. Over millioner av år blir dyret begravet så dypt at restene blir utsatt for et ekstremt trykk og høye temperaturer – og den prosessen forsøker Saitta å gjenskape i laboratoriet.
Roboter vekker dinosaurene til live
Omvendt evolusjon gjør kylling til dinosaur
Fugler stammer fra dinosaurer, og de bærer fortsatt genetiske rester av sitt opphav. Paleontologen Jack Horner vil utnytte restene til å skru fuglenes evolusjon tilbake. Ved hjelp av genverktøyet CRISPR forsøker han å endre kyllingers DNA slik at de ligner mer på forfedrene sine. Prosjektet er imidlertid fortsatt langt fra suksess.
Roboter beveger seg som fortidsdyr
Flere museer og forlystelsesparker stiller ut robotdinosaurer, men de er ofte klønete og sjelden vitenskapelig korrekte. Ny robotteknologi kan nå gjøre robotenes bevegelser mer flytende. Og paleontologer har i de siste årene skapt roboter med utseende og bevegelser nøye basert på knokler og fotspor.
Hologrammer får dyr til å sveve
En dinosaur i full bevegelse projisert opp som en gigantisk, tredimensjonal figur – hologramteknologi er fortsatt på et tidlig stadium, men forskerne gjør nå store framskritt. I et forsøk ble en liten, opplyst plastperle blåst raskt, men kontrollert rundt av luftbølger, slik at den tegnet en tredimensjonal, flyvende sommerfugl i luften.
Tidligere forsøk bestod i å utsette forskjellig organisk materiale for høy varme og trykk i en forseglet beholder.
Men stoffer som i den naturlige prosessen ville fordampe eller sive ut, kan ikke slippe unna ved disse forholdene, og de ligger til slutt igjen som en klissete masse i beholderen.
Derfor har Saitta og kollegaen Tom Kaye utviklet en ny metode. De plasserer deler av døde firfisler eller høner i leire inne i et stålstempel, som utsettes for et trykk på flere tonn med en hydraulisk presse.
Resultatet er en 1,25 centimeter høy plate, som deretter får en tur i ovnen ved over 200 grader i 24 timer. Den porøse leiren tillater at ustabile molekyler kan sive ut under prosessen.
Dermed ender de kunstige fossilene i høy grad med å ligne den ekte varen.
Saittas forsøk tyder foreløpig på at bare skjelettrester og pigmentet melanin blir bevart under fossileringsprosessen. Stort sett alt annet, blant annet kollagen, går tapt.
Forsøkene bekrefter at pigmenter er blant de få biomolekylene som kan bevares i mange millioner år.
Et dyrs pigmenter kan bevares i millioner av år. Pigmenter i halefjærene på dinosauren Sinosauropteryx viser at dyret hadde en stripete hale.
Likevel er diskusjonen om DNA og proteiner i fossiler slett ikke over. Mary Schweitzers nyeste funn fra Montana har fått den til å blusse opp igjen.
Men Saitta vil nå konsentrere seg om å lete etter mer stabile biomolekyler – for eksempel aminosyrer, som er proteinenes minste byggesteiner.
De gir kanskje ikke håp om klonede dinosaurer, men til gjengjeld holder de lenger enn proteiner og DNA – og kan gi innsikt i dyrenes biologi.
Ny forskning tyder på at rav – akkurat som i Jurassic Park – kan bevare visse molekyler i millioner av år.
Paleontologer har flere ganger funnet godt bevarte dinosaurfjær i rav. Ny forskning tyder på at noen av fjærenes opprinnelige aminosyrer – proteinenes byggesteiner – har blitt bevart.
Saitta har imidlertid kastet seg over noe annet: dinosauregg. «Eggeskall er interessante fordi de i motsetning til knokler kan fungere som lukkede systemer.
Og de kan kanskje ha mekanismer til å bevare korte sekvenser av aminosyrer i flere millioner år», sier Saitta.
Og den teorien har han bekreftet. I 2020 fant Saitta spor av eldgamle aminosyrer i en 80 millioner år gammelt egg fra en langhalset dinosaur.