Possível DNA fossilizado de dinossauro divide opiniões entre a comunidade científica

Trabalhando em restos extremamente bem preservados em Jehol Biota, no nordeste da China, alguns paleontólogos relataram que detectaram biomoléculas fossilizadas em um dinossauro com penas que viveu no Cretáceo Inferior. As descobertas foram publicadas na revista científica Nature Communications Biology.

Esse intrigante material microscópico foi encontrado no fêmur de um Caudipteryx, dinossauro que se parece com um peru que viveu entre 125 milhões e 113 milhões de anos atrás. A equipe colocou cartilagem do fêmur sob um microscópio e a tingiu com substâncias químicas chamadas hematoxilina e eosina, que são usadas para destacar os núcleos celulares e o citoplasma das células.

Eles também tingiram a cartilagem de uma galinha e descobriram que a cartilagem do dinossauro e da ave se iluminavam da mesma maneira. Os pesquisadores disseram que os núcleos e a cromatina, o material de que são feitos nossos cromossomos, eram visíveis. 

“Dados geológicos se acumularam ao longo dos anos e mostraram que a preservação de fósseis na Biota de Jehol foi excepcional, devido às finas cinzas vulcânicas que sepultaram as carcaças e as preservaram até o nível celular”, disse o coautor do estudo Li Zhiheng, paleontólogo de vertebrados do Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados da Academia Chinesa de Ciências, em um comunicado à imprensa.

Membros da equipe de pesquisa também descreveram a descoberta de material genético em outra amostra no ano passado; como o Gizmodo relatou na época. Alguns cientistas eram igualmente céticos em relação às suas afirmações de que vestígios de material genético foram preservados no crânio fossilizado do Hypacrosaurus. O fóssil de Caudipteryx no novo trabalho é cerca de 50 milhões de anos mais velho que o Hypacrosaurus.

“Eles foram identificados usando métodos completamente diferentes daqueles usados com o Hypacrosaurus”, escreveu Alida Bailleul, que liderou o novo estudo, em um e-mail ao Gizmodo. “Mas o que foi impressionante foi a coloração com hematoxilina do núcleo da célula em Caudipteryx — ela era comparável à coloração vista em um núcleo de célula de galinha”, disse Bailleul, paleobióloga do Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados em Pequim.

Se esse fóssil revelasse as mesmas estruturas que foram destacadas na galinha moderna, seria uma demonstração notável de quão bem o material biológico pode ser preservado e como a cartilagem foi preservada pela ação do tempo. Mas nem todo mundo está tão convencido daquilo que apareceu nas manchas.

O fóssil de Caudipteryx, com o fragmento inspecionado em amarelo à direita. Foto: Bailleul e equipe, Communications Biology 2021

“Eu realmente não vejo o que mudou tanto aqui”, disse Evan Saitta, pesquisador do Centro de Pesquisa Integrativa do Museu de História Natural em Chicago. “A mudança de tempo que nos interessa não é entre o Hypacrosaurus e este novo espécime; a diferença é a quantidade de tempo entre a preservação do DNA e qualquer um desses fósseis”.

O DNA mais antigo, ainda sequenciado, foi descrito em um artigo em fevereiro e saiu dos dentes de um mamute de aproximadamente 1 milhão de anos. Todos os dinossauros (exceto os pássaros) foram extintos há cerca de 65 milhões de anos. Isso torna os materiais dos dinossauros “absurdamente mais antigos” do que os resultados “espetaculares” dos restos do mamute peludo, disse Saitta.

Então, o que exatamente estava reagindo às tinturas e manchas que a equipe recente aplicou na cartilagem de dinossauro? De acordo com Saitta, podem ser micróbios que se instalaram nos restos do dinossauro ou preenchimento mineral do espaço deixado pelo material genético deteriorado. Esta última hipótese é a opinião de Nic Rawlence, diretor do laboratório de paleogenética da Universidade de Otago, na Nova Zelândia.

“O limite atual do DNA antigo é de 1,2 milhão de anos atrás, e não esperamos poder voltar muito no tempo, certamente não até a Era dos Dinossauros”, disse Rawlence em um e-mail para o Gizmodo. “Embora essas células fossilizadas e o DNA desse novo dinossauro possam se parecer com as de uma galinha moderna, elas são uma cópia de pedra, onde as células e o DNA foram substituídos por minerais, da mesma forma que um osso de dinossauro é uma versão mineralizada do osso moderno.”

Quando os ossos fossilizam, eles o fazem desde suas características macroscópicass até os menores elementos de sua estrutura. Isso permite que os paleontologistas façam coisas como aprender sobre as taxas de crescimento do Tiranossauro rex, por exemplo, à medida que surgem buracos no osso onde os vasos sanguíneos costumavam estar. Mas o material genético se deteriora rapidamente — uma equipe estimou que o DNA deixaria de ser legível após 1,5 milhão de anos, fazendo com que o material do dente de mamute tivesse se alterado. E os restos mortais dos mamutes só ficaram bem preservados porque estavam revestidos pelo permafrost — camada de gelo espessa que reveste áreas geladas.

“Quimicamente falando, você lida aqui com uma configuração completamente diferente de compostos, em comparação a quando você olha para um material permafrost, que é praticamente comparável ao peru congelado em seu freezer, a rigor”, disse Jasmina Wiemann, uma paleobióloga molecular de Yale Universidade, em uma videochamada.

Isso torna a situação daquele mamute de um milhão de anos fundamentalmente diferente daquela do Caudipteryx, de 125 milhões de anos. Embora os dentes de mamute tenham sofrido diagênese — o processo pelo qual os compostos orgânicos são gradualmente substituídos por coisas inorgânicas, como os minerais — eles foram resfriados pelo clima da Sibéria, preservando as biomoléculas até os dias modernos. (Esta é também a razão pela qual você ocasionalmente lê sobre os pesquisadores da Idade do Gelo serem capazes de comer o que estudaram).

Um esqueleto de mamute lanoso. O DNA sequenciado mais antigo é dos dentes de um mamute de 1,2 milhão de anos.Foto: PHILIP FONG / AFP (Getty Images)

“Quando se trata de moléculas de DNA reais, acho que é praticamente impossível que elas permaneçam no material dos dinossauros”, escreveu Love Dalén, um paleogeneticista do Centro de Paleogenética que estava na equipe de dente de mamute, em um e-mail para o Gizmodo. “Nós sabemos, tanto por estudos empíricos quanto por modelos teóricos, que mesmo sob condições completamente congeladas, as moléculas de DNA não sobrevivem mais do que cerca de 3 milhões de anos.”

“Só porque diferentes corantes ou manchas reagem com partes de um resíduo fossilizado não significa que qualquer molécula de DNA real permaneça no fóssil”, acrescentou Dalén.

Além do mais, só porque um osso se fossiliza não significa que todos os componentes da criatura sejam trocados por qualquer mineral ou composto metálico específico. Cada dinossauro morto, em cada depósito ao redor do mundo, implica em um conjunto único de condições, de modo que nenhum fóssil é o mesmo, quimicamente falando. Isso significa que um osso Hypacrosaurus de Montana terá passado por um tipo diferente de fossilização do que um Caudipteryx na China, tornando o trabalho de biólogos moleculares, geoquímicos e paleontólogos muito mais complicado.

“Ele passa por um moedor, mas o que sai fica muito parecido”, disse Wiemann. “Estamos perdendo um entendimento básico de como funciona a fossilização. Acho que esse é todo o desafio aqui.”

O DNA do mamute pôde ser sequenciado porque estava mais congelado do que fossilizado. Ou seja, o DNA não teve a oportunidade de interagir com o ambiente molecular ao seu redor, e particularmente, com a água, que faz com que o DNA se decomponha, como disse para o Gizmodo, o coautor do artigo.

Portanto, além da questão do que exatamente foi preservado no Caudipteryx, é importante reconhecer que o DNA de dinossauro não pode ser sequenciado, pelo menos não ainda. As moléculas simplesmente passaram por tantas mudanças que não se parecem com os animais de que faziam parte. Mas as biomoléculas antigas podem persistir: proteínas de dinossauros foram aparentemente encontradas em ossos de 200 milhões de anos, embora, como uma equipe de pesquisa, incluindo Saitta, tenha apontado em um artigo, ossos de dinossauros em decomposição são um lar feliz para micróbios, que podem representar a genética de dinossauros.

Um zoom das células tingindas de Caudipteryx sob luz transmitida (esquerda) e polarizada (direita). Foto: Bailleul e equipe Communications Biology 2021.

Parte do problema com o artigo recente, disseram vários cientistas, foi o método de coloração usado para comparar o Caudipteryx com os núcleos de galinha. A hematoxilina e a eosina podem se ligar a todos os tipos de coisas, não apenas ao material genético, disseram os pesquisadores, tornando os resultados bastante vagos. “Eu acho que é complicado aplicar um protocolo de coloração que não seja muito específico para algo como materiais fósseis”, disse Wiemann.

Uma etapa útil para lidar com essa ambiguidade seria cruzar os resultados da coloração com métodos independentes adicionais. Essa “triangulação” ajudaria a colocar o problema do tecido de lado, disse Saitta. Wiemann também sugeriu o uso de espectroscopia de massa para observar todo o osso e ver se o material que foi tingido poderia ser mapeado para qualquer nucleobase ou estrutura de açúcar-fosfato do DNA. É um “mar de pesquisas incrivelmentes excitantes”, acrescentou Wiemann, dizendo que esses métodos adicionais ajudariam a identificar exatamente o que está preservado no fóssil.

“Acredito que se você quer se dedicar profundamente aos estudos biomoleculares do tempo, você DEVE incorporar tantos métodos quanto possível, e deve considerar e descartar, com dados, quaisquer alternativas, como invasão por micróbios, antigos ou modernos”, disse Mary Schweitzer, paleontóloga molecular da Universidade Estadual da Carolina do Norte e do Museu das Montanhas Rochosas em Montana, ao Gizmodo por e-mail. Schweitzer foi coautora do artigo do Hypacrosaurus ao lado de Bailleul, que trabalhou no laboratório de Schweitzer. “Para mim, o objetivo final é obter informações de sequência, para que qualquer coisa que possamos aprender sobre as alterações diagenéticas (de processos geológicos) dessas moléculas recuperadas torna-se crítico.”

Dois fósseis, separados por 50 milhões de anos, revelam um dilema biomolecular no espaço de dois anos. Se essa linha do tempo é algo para continuar, mais dados podem chegar em breve, trazendo mais clareza para esta empolgante nova área da paleontologia.