Палеонтологи нашли древнейший белок из птичьих перьев

Китайские и американские палеонтологи обнаружили древнейшие следы белков-кератинов — компонентов перьев птиц и динозавров. Возраст останков, в которых была сделана находка, оценивается в 130 миллионов лет. Благодаря тому что окаменелости так хорошо сохранились, ученые смогли надежно показать, что в перьях обнаруженной птицы присутствовали меланосомы — окрашенные органеллы, поглощающие свет. Находка показывает, что время жизни органических соединений может быть гораздо более долгим, чем считалось ранее. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of National Academy of Sciences, кратко о нем сообщает пресс-релиз Университета Северной Каролины.

Наличие перьев у некоторых групп динозавров и птиц хорошо описано и задокументировано на основе многочисленных находок, относящихся к среднему Юрскому и Меловому периодам. Однако, доказать наличие в перьях органелл, ответственных за окрашивание, — и, соответственно, сделать догадки о цвете динозавров и их условиях обитания, — достаточно сложно. Это связано с тем, что в окаменелостях трудно отличить микроорганизмы, появившиеся на перьях после смерти животного, и меланосомы — объекты почти совпадают по размерам. Изначально микроскопические тела относили к микробам, и лишь в 2008 году появились свидетельства того, что они могут представлять собой меланосомы.

Лишь в небольшом количестве работ ученым удалось химически подтвердить, что микроскопические включения представляют собой меланосомы. В первом случае химики нашли меланин в останках глаза рыбы эпохи эоцена (56,0 - 33,9 миллионов лет назад), во втором — у родственника археоптерикса, анхиорниса, обитавшего на территории Китая 160 миллионов лет назад.

В новой работе палеонтологам удалось показать наличие меланосом в останках эоконфуциусорниса, возраст которых оценивается в 130 миллионов лет. Это животное, размером с ворону, представляет собой первую беззубую птицу с кератиновым клювом — подобную современным видам. Название рода происходит от греческого ἠώς (эос) — «рассвет» и названия родственной группы животных — конфуциусорнисов (от слов «Конфуций» и «птица»).

Ученые проанализировали меланосомы и белковые фрагменты в перьях, обнаруженных в биоте Жэхэ (Jehol Biota, север Китая). В качестве сравнения исследователи использовали современные перья курицы. Для этого использовались различные методы электронной микроскопии, а также иммунный анализ с помощью антител к бета-кератину, закрепленных на золотых наночастицах. Последний позволил визуализировать отдельные волокна кератина в древних образцах и убедиться в их сохранности.

«Если малые тела в перьях действительно меланосомы, то они должны быть погружены в кератиновую матрицу, поскольку перья содержат бета-кератин. Если бы мы не нашли кератин, то эти тела могли бы оказаться микробами или смесью микробов и меланосом. В любом случае предсказания о расцветке динозавров оказались бы неточными» — рассказывает Мэри Швайцер, сотрудник Университета Северной Каролины и соавтор исследования.

В результате палеонтологам удалось подтвердить наличие меланосом в перьях несколькими независимыми методами.

Кератины — фибриллярные (нитевидные) белки, обладающие высокой механической прочностью, которая уступает из всех материалов биологического происхождения лишь хитину. В организме человека можно встретить альфа-кератины — они являются основной для волос. Бета-кератины встречаются в чешуе, когтях, клювах и перьях птиц.

Ранее мы сообщали о древнейшей находке хорошо сохранившихся в янтаре птичьих перьев. Несмотря на возраст в в 99 миллионов лет, они сохранили следы первоначальной окраски — темно коричневой с бледными пятнами.