Un nuevo estudio de la Universidad Estatal de Carolina del Norte ha identificado hemoglobina en extractos óseos de dos dinosaurios y demuestra que esta molécula es original de estos animales.
El trabajo también muestra cómo el hemo, una pequeña molécula que proporciona a la hemoglobina la capacidad de transportar oxígeno en la sangre, se degrada con el tiempo. El estudio refuerza la evidencia de que los restos biológicos pueden persistir, y de hecho persisten, a lo largo del tiempo en algunos fósiles, y proporciona mayor comprensión del proceso de fosilización.
Los tejidos blandos y elásticos recuperados de dos dinosaurios -Brachylophosaurus canadensis y Tyrannosaurus rex- han sido objeto de numerosos estudios durante las últimas dos décadas. Los investigadores han utilizado diversos métodos, como imágenes de alta resolución, pruebas de anticuerpos y secuenciación de proteínas, para caracterizar los restos como tejidos biológicos de los propios dinosaurios.
RESONANCIA RAMAN
En un nuevo estudio publicado en Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, los investigadores utilizaron imágenes de resonancia Raman (RR) de los tejidos para confirmar la presencia tanto de hemo unido a proteínas globina como de hemo unido a goethita, un mineral asociado con la oxidación del hierro.
«La espectroscopia Raman utiliza esencialmente ondas de luz para identificar la huella energética de una molécula», afirma en un comunicado Hans Hallen, profesor de física en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y autor correspondiente del estudio. La resonancia Raman, que utilizamos aquí, lleva este proceso un paso más allá al utilizar luz ya sintonizada con la molécula de interés, de modo que solo ese tipo de molécula resuena.
Además, ese tipo de molécula resuena para emitir una señal más alta, de modo que su señal ‘eclipsa’ las señales de otros tipos de moléculas -añade Hallen-. Esta potente señal nos permite encontrar la aguja (restos de hemoglobina) en el pajar (fósil desordenado) para ver cómo esta molécula ha cambiado desde su estado funcional, revelando los cambios químicos que experimentan las moléculas en el tiempo profundo.
Los investigadores utilizaron la resonancia Raman para identificar moléculas con un enlace hemo-globina. Analizaron muestras de Brachylophosaurus, T. rex, hueso de avestruz moderno desmineralizado y sangre humana.
El aumento de la señal indica la presencia de hemoglobina, pero los cambios en la señal también nos permiten ver que, a medida que la hemoglobina se degrada, puede formarse goethita en el hierro de la hemoglobina -afirma Hallen-. También podemos identificar dónde está siendo dañada la estructura anular del hemo. Observamos este proceso tanto en muestras modernas como antiguas, por lo que sabemos que ocurre con bastante rapidez después de la muerte.
CONTAMINACIÓN DE LA MUESTRA DESCARTADA
Los resultados también descartan la posibilidad de contaminación de la muestra.
«La espectroscopia Raman indica qué enlaces moleculares están presentes, pero estos no son exclusivos, por lo que podrían provenir de cualquier lugar», afirma Mary Schweitzer, profesora emérita de biología en la Universidad Estatal de Carolina del Norte y coautora del estudio.
«La espectroscopia Raman identifica tanto los enlaces como la estructura». Así que sabemos que el hemo está presente y que aún está unido a la proteína hemoglobina. Contaminantes como las bacterias no tienen esos enlaces específicos, por lo que podemos afirmar que las moléculas provienen del animal, o en este caso, del dinosaurio.
Los investigadores también señalan que comprender cómo se degrada y cambia el hemo con el tiempo podría ayudar a explicar cómo se produce la fosilización y por qué las moléculas pueden persistir durante millones de años.
«Si bien el hallazgo más importante es que podemos usar la RR para demostrar que fragmentos de hemoglobina pueden persistir durante decenas de millones de años, también hemos obtenido información increíble sobre cómo ha cambiado la molécula», afirma Hallen. «La goethita es un cristal mineral conocido por estar biorelacionado; es decir, se forma a partir de la acción biológica. Pero desconocíamos que pudiera unirse a fragmentos de proteínas y estabilizarlos.
«El hemo se ha identificado en sedimentos mucho más antiguos que los dinosaurios, por lo que sabemos que persiste», afirma Schweitzer. «Comprender por qué se conserva la hemoglobina y el papel que desempeña el hemo en este proceso es fundamental si queremos saber cómo estas antiguas moléculas sobreviven a través del tiempo».
