Тканини викопних тварин навчилися розрізняти за бульбашками з пігментами

Біологи знайшли спосіб визначати тип м'яких тканин хребетних, чиї залишки фосилізувалися, за формою, розміром і складом їх меланосом - клітинних органелл, які містять меланін та інші пігменти. Також вони показали, що головний пігмент шкірних покривів, меланін, якимось чином задіяний в метаболізмі металів, тобто має функції, не пов'язані з доданням забарвлення тканинам. Наукова стаття опублікована в.


Пігмент меланін має кілька різновидів і служить головним чином для надання забарвлення тим тканинам, в яких міститься. Молекули меланіну концентруються в меланосомах - клітинних органелах, оточених ліпідною мембраною. Найбільше меланосом у покровах тіла: шкірі, вовні, пір'ях і лусці, а також в очах. Однак ці органели зустрічаються і в клітинах внутрішніх органів. Враховуючи, що за складом меланосом вже кілька років реконструюють забарвлення вимерлих тварин, важливо знати, як на такі реконструкції впливають меланосоми не зі шкіри - і для чого вони в принципі потрібні.


Дослідники з Університетського коледжу Корка (Ірландія), Національної прискорювальної лабораторії SLAC (США) і Фуджитського інституту охорони здоров'я (Японія) під керівництвом Кадзумаси Вакамацу (Kazumasa Wakamatsu) провели пошук меланосом у всіх типах тканин 15 нині живих видів хребетних і трьох вимерлих. Інформацію про меланосоми збирали п'ятьма різними методами: виділенням цих органелл за допомогою ферментів, оцінкою їх параметрів за гістологічними препаратами, взаємодією меланіну з пероксидами, скануючою електронною мікроскопією і рентгеноструктурним аналізом. Для скам'янілостей застосовували тільки два останніх.

У вивчених видів меланосоми знайшли у всіх типах тканин (за винятком серця плямистого леопардового еублефара). Розподіл органелл за тілом залежав від систематичного положення організму: у птахів і ссавців меланосоми поза шкірою зустрічалися рідше, ніж у амфібій і рептилій. Розмір меланосом розрізнявся у представників різних видів і, що особливо важливо, в різних органах в межах організму. Як правило, в шкірі меланосоми були дрібнішими, ніж у внутрішностях, а найбільш довгими вони опинилися в очах.

Особливо цікаво, що меланосоми з різних тканин відрізнялися одна від одної концентрацією різних речовин у них. Так, у амфібій меланосоми шкіри містили більше кальцію, ніж аналогічні органели не в шкірі, меланосоми печінки відрізнялися від шкірних високою концентрацією заліза, а в меланосомах очей було особливо багато титану. У рептилій спостерігалися подібні закономірності. У меланосомах шкіри птахів теж було більше кальцію, ніж у таких же органелах з внутрішніх органів. Відмінності в концентрації металів в меланосомах з різних типів тканин найслабше були виражені у ссавців. Ці результати говорять про те, що меланосоми можуть бути якось пов'язані з метаболізмом металів, але зв'язок цей схожий у різних груп хребетних - а значить, він утворився давно.

Геометрія і склад меланосом в різних тканинах в межах одного організму відрізнялися не тільки в свіжому біоматеріалі нині живих видів, але і в викопних залишках жаби, а також рептилії і кажана, яких до виду не визначили. Це говорить про те, що за різними параметрами меланосом можна відрізнити залишки одних фосилізованих тканин від інших. Однак при цьому треба по можливості враховувати умови, в яких формувалися і зберігалися ці залишки.

Меланосоми в скам'янілостях виявили досить давно, але спочатку їх порахували слідами мікроорганізмів, які розкладали покриви тіла. У 2008 році співробітники Єльського університету довели, що в пір'ях динозаврів зберігаються саме меланосоми. У 2015 році ці органели використовували для визначення кольору пір'я динозавра.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND