Vestito con indosso pantaloni blu di Capri e un top senza maniche, capelli lunghi che le scorrono sulle spalle nude, Mary Schweitzer siede al microscopio in un laboratorio buio, il suo viso illuminato solo da uno schermo di computer luminoso che mostra una rete di sottili vasi ramificati. Esatto, vasi sanguigni. Da un dinosauro "Ho-ho-ho, sono entusiasta", ridacchia. "Sono davvero eccitato."
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Dopo 68 milioni di anni nel terreno, un re Tyrannosaurus trovato nel Montana è stato scavato, l'osso della gamba è stato spezzato in pezzi e frammenti sono stati dissolti in acido nel laboratorio di Schweitzer presso la North Carolina State University di Raleigh. "Fagioli freddi", dice, guardando l'immagine sullo schermo.
Fu davvero una grande notizia l'anno scorso quando Schweitzer annunciò di aver scoperto vasi sanguigni e strutture che sembravano intere cellule all'interno dell'osso T. rex, la prima osservazione nel suo genere. La scoperta ha stupito i colleghi, che non avevano mai immaginato che anche una traccia di tessuto di dinosauro ancora morbido potesse sopravvivere. Dopotutto, come qualsiasi libro di testo ti dirà, quando un animale muore, i tessuti molli come i vasi sanguigni, i muscoli e la pelle si deteriorano e scompaiono nel tempo, mentre i tessuti duri come l'osso possono gradualmente acquisire minerali dall'ambiente e diventare fossili. Schweitzer, uno dei primi scienziati a utilizzare gli strumenti della moderna biologia cellulare per studiare i dinosauri, ha ribaltato la saggezza convenzionale dimostrando che alcuni fossili di roccia dura decine di milioni di anni potrebbero avere resti di tessuti molli nascosti al loro interno. “Il motivo per cui non è stato scoperto prima è che nessun paleontologo pensante farebbe quello che Mary ha fatto con i suoi esemplari. Non facciamo tutto questo sforzo per scavare queste cose fuori dal terreno per poi distruggerle in acido ", dice il paleontologo dinosauro Thomas Holtz Jr., dell'Università del Maryland. "È una grande scienza". Le osservazioni potrebbero far luce su come si sono evoluti i dinosauri e su come funzionavano i loro muscoli e vasi sanguigni. E le nuove scoperte potrebbero aiutare a risolvere un lungo dibattito sul fatto che i dinosauri fossero sangue caldo, sangue freddo o entrambi.
Nel frattempo, la ricerca di Schweitzer è stata dirottata dai creazionisti della "giovane terra", i quali insistono sul fatto che i tessuti molli dei dinosauri non potrebbero sopravvivere milioni di anni. Sostengono che le sue scoperte supportano la loro convinzione, basata sulla loro interpretazione della Genesi, che la terra abbia solo poche migliaia di anni. Certo, non è insolito che un paleontologo differisca dai creazionisti. Ma quando i creazionisti travisano i dati di Schweitzer, li prende sul personale: si descrive come "una cristiana completa e totale". Su uno scaffale nel suo ufficio c'è una targa recante un verso dell'Antico Testamento: "Perché conosco i piani che ho per te, "Dichiara il Signore, " piani per prosperare e non farti del male, piani per darti speranza e un futuro ".
Può darsi che l'approccio non ortodosso di Schweitzer alla paleontologia possa essere ricondotto al suo percorso di carriera circolare. Cresciuta a Helena, nel Montana, ha attraversato una fase in cui, come molti bambini, è stata affascinata dai dinosauri. In effetti, all'età di 5 anni ha annunciato che sarebbe diventata una paleontologa. Ma prima ha conseguito una laurea in disturbi comunicativi, si è sposata, ha avuto tre figli e ha insegnato brevemente biologia correttiva ai liceali. Nel 1989, una dozzina di anni dopo essersi laureata, partecipò a una lezione alla Montana State University insegnata dal paleontologo Jack Horner, del Museum of the Rockies, ora affiliato alla Smithsonian Institution. Le lezioni hanno riacceso la sua passione per i dinosauri. Poco dopo, si è fatta strada volontaria nel laboratorio di Horner e ha iniziato a seguire un dottorato in paleontologia.
Inizialmente pensava che avrebbe studiato come la struttura microscopica delle ossa di dinosauro differisce a seconda di quanto pesa l'animale. Ma poi è arrivato l'incidente con le macchie rosse.
Nel 1991, Schweitzer stava cercando di studiare sottili fette di ossa da un T. rex di 65 milioni di anni. Stava facendo fatica a far aderire le fette a uno scivolo di vetro, quindi ha cercato l'aiuto di un biologo molecolare all'università. La biologa, Gayle Callis, è capitata a portare le diapositive a una conferenza veterinaria, dove ha preparato i campioni antichi per gli altri. Uno dei veterinari si avvicinò a Callis e disse: "Sai di avere i globuli rossi in quell'osso?" Certo, al microscopio, sembrava che l'osso fosse pieno di dischi rossi. Più tardi, Schweitzer ricorda, "Ho guardato questo e ho guardato questo e ho pensato, questo non può essere. I globuli rossi non conservano. "
Schweitzer mostrò la diapositiva a Horner. "Quando ha trovato per la prima volta le strutture che sembravano globuli rossi, ho detto, sì, è così che sembrano", ricorda il suo mentore. Pensò che fosse possibile che fossero globuli rossi, ma le diede alcuni consigli: "Ora vedi se riesci a trovare qualche prova per dimostrare che non è quello che sono".
Ciò che trovò invece fu la prova dell'eme nelle ossa, ulteriore supporto all'idea che fossero globuli rossi. L'eme fa parte dell'emoglobina, la proteina che trasporta l'ossigeno nel sangue e conferisce ai globuli rossi il loro colore. "Mi ha davvero incuriosito la conservazione eccezionale", dice. Se le particelle di quell'unico dinosauro fossero in grado di rimanere in giro per 65 milioni di anni, forse i libri di testo avevano torto sulla fossilizzazione.
Schweitzer tende ad auto-deprecarsi, affermando di essere senza speranza nei computer, nel lavoro di laboratorio e nel parlare con estranei. Ma i colleghi la ammirano, dicendo che è determinata e laboriosa e ha imparato diverse tecniche di laboratorio complesse che vanno oltre le capacità della maggior parte dei paleontologi. E porre domande insolite ha richiesto molto coraggio. "Se la indichi in una direzione e dici, non andare in quel modo, è il tipo di persona che dirà, perché? E se ne va e lo mette alla prova da sola", dice Gregory Erickson, paleobiologo della Florida State University . Schweitzer si assume dei rischi, afferma Karen Chin, paleontologa dell'Università del Colorado. "Potrebbe essere un grande guadagno o potrebbe essere solo una specie di progetto di ricerca ho-hum".
Nel 2000, Bob Harmon, un capo dell'equipaggio di campo del Museum of the Rockies, stava pranzando in un remoto canyon del Montana quando alzò lo sguardo e vide un osso sporgere da una parete di roccia. Quell'osso si rivelò essere parte di quello che potrebbe essere il T. rex meglio conservato al mondo. Durante le tre estati successive, i lavoratori hanno scheggiato il dinosauro, rimuovendolo gradualmente dalla scogliera. Lo chiamarono B. rex in onore di Harmon e lo soprannominarono Bob. Nel 2001, hanno racchiuso una parte del dinosauro e lo sporco circostante in gesso per proteggerlo. Il pacco pesava più di 2.000 sterline, che si rivelarono appena sopra la capacità del loro elicottero, quindi lo divisero a metà. Una delle ossa della gamba di B. rex era spezzata in due grandi pezzi e diversi frammenti, proprio ciò di cui Schweitzer aveva bisogno per le sue esplorazioni su microscala.
Si è scoperto che Bob era stato chiamato male. "È una ragazza ed è incinta", ricorda Schweitzer raccontando al suo tecnico di laboratorio quando ha guardato i frammenti. Sulla superficie cava interna del femore, Schweitzer aveva trovato frammenti di ossa che davano una sorprendente quantità di informazioni sul dinosauro che le aveva prodotte. Le ossa possono sembrare stabili come la pietra, ma in realtà sono costantemente in flusso. Le donne incinte usano il calcio dalle loro ossa per costruire lo scheletro di un feto in via di sviluppo. Prima che le uccelli femmine inizino a deporre le uova, formano una struttura ricca di calcio chiamata osso midollare all'interno della loro gamba e altre ossa; ci attingono durante la stagione riproduttiva per fare gusci d'uovo. Schweitzer aveva studiato gli uccelli, quindi sapeva dell'osso midollare, ed è quello che immaginava di vedere in quell'esemplare di T. rex.
La maggior parte dei paleontologi ora concorda sul fatto che gli uccelli sono i parenti viventi più vicini dei dinosauri. In realtà, dicono che gli uccelli sono dinosauri: piccoli dinosauri piumati colorati, incredibilmente diversi e carini. Il teropode delle foreste giurassiche vive nel cardellino visitando l'alimentatore del cortile, i tucani dei tropici e gli struzzi che si aggirano nella savana africana.
Per capire il suo osso di dinosauro, Schweitzer si rivolse a due degli uccelli viventi più primitivi: struzzi ed emù. Nell'estate del 2004, ha chiesto a diversi allevatori di struzzi le ossa femminili. Un contadino chiamò, mesi dopo. "Avete ancora bisogno di quella signora struzzo?" L'uccello morto era stato nel secchio terna del contadino per diversi giorni nella calura del Nord Carolina. Schweitzer e due colleghi presero una gamba dalla carcassa profumata e la riportarono a Raleigh.
Per quanto si può dire, Schweitzer aveva ragione: Bob il dinosauro aveva davvero un deposito di osso midollare quando è morta. Un articolo pubblicato su Science lo scorso giugno presenta immagini al microscopio di osso midollare di struzzo ed emu affiancate a ossa di dinosauro, che mostrano caratteristiche quasi identiche.
Nel corso del test di un ulteriore frammento di osso B. rex, Schweitzer ha chiesto al suo tecnico di laboratorio, Jennifer Wittmeyer, di metterlo in acido debole, che dissolve lentamente l'osso, incluso quello fossilizzato, ma non i tessuti molli. Un venerdì sera, nel gennaio 2004, Wittmeyer era in laboratorio come al solito. Tirò fuori un frammento di fossile che era rimasto nell'acido per tre giorni e lo mise al microscopio per scattare una foto. "[Il chip] era così curvo, non riuscivo a metterlo a fuoco", ricorda Wittmeyer. Usò una pinza per appiattirla. “Il mio forcipe è affondato in esso, ha fatto una piccola rientranza e si è raggomitolato. Ero tipo, basta! ”Alla fine, attraverso la sua irritazione, si rese conto di ciò che aveva: un frammento di tessuto molle di dinosauro lasciato alle spalle quando l'osso minerale attorno ad esso si era dissolto. All'improvviso Schweitzer e Wittmeyer avevano a che fare con qualcosa che nessun altro aveva mai visto. Per un paio di settimane, disse Wittmeyer, era come Natale ogni giorno.
In laboratorio, Wittmeyer ora estrae un piatto con sei scomparti, ciascuno con una piccola quantità di tessuto marrone in un liquido trasparente e lo mette sotto la lente del microscopio. All'interno di ogni esemplare c'è una sottile rete di vasi ramificati quasi chiari: il tessuto di una femmina Tyrannosaurus rex che si avanzava attraverso le foreste 68 milioni di anni fa, preparandosi a deporre le uova. Da vicino, i vasi sanguigni di quel T. rex e dei suoi cugini di struzzo sembrano notevolmente simili. All'interno delle navi dei dinosauri ci sono cose che Schweitzer chiama diplomaticamente "microstrutture rotonde" nell'articolo di giornale, per un'abbondanza di cautela scientifica, ma sono rosse e rotonde, e lei e altri scienziati sospettano che siano globuli rossi.
Naturalmente, ciò che tutti vogliono sapere è se il DNA potrebbe nascondersi in quel tessuto. Wittmeyer, per molta esperienza con la stampa dalla scoperta, chiama questa "la terribile domanda", mentre il lavoro di Schweitzer sta aprendo la strada a una versione reale del Jurassic Park della fantascienza, dove i dinosauri sono stati rigenerati dal DNA conservato nell'ambra. Ma il DNA, che contiene la scrittura genetica di un animale, è una molecola molto fragile. È anche ridicolmente difficile da studiare perché è così facilmente contaminato da materiale biologico moderno, come microbi o cellule della pelle, mentre è sepolto o dopo essere stato scavato. Invece, Schweitzer ha testato i suoi campioni di tessuto di dinosauro per le proteine, che sono un po 'più duri e più facilmente distinguibili dai contaminanti. In particolare, stava cercando collagene, elastina ed emoglobina. Il collagene costituisce gran parte dell'impalcatura ossea, l'elastina è avvolta intorno ai vasi sanguigni e l'emoglobina trasporta l'ossigeno all'interno dei globuli rossi.
Poiché la composizione chimica delle proteine cambia attraverso l'evoluzione, gli scienziati possono studiare le sequenze proteiche per saperne di più sull'evoluzione dei dinosauri. E poiché le proteine svolgono tutto il lavoro nel corpo, studiarle un giorno potrebbe aiutare gli scienziati a capire la fisiologia dei dinosauri, ad esempio il funzionamento dei loro muscoli e vasi sanguigni.
Le proteine sono troppo piccole per essere rilevate al microscopio. Per cercarli, Schweitzer utilizza anticorpi, molecole del sistema immunitario che riconoscono e si legano a sezioni specifiche di proteine. Schweitzer e Wittmeyer hanno utilizzato anticorpi contro il collagene di pollo, l'elastina di mucca e l'emoglobina di struzzo per cercare molecole simili nel tessuto dei dinosauri. In una conferenza di paleontologia dell'ottobre 2005, Schweitzer ha presentato prove preliminari che ha rilevato proteine di dinosauro reali nei suoi campioni.
Ulteriori scoperte nell'ultimo anno hanno dimostrato che la scoperta dei tessuti molli in B. rex non era solo un colpo di fortuna. Schweitzer e Wittmeyer hanno ora trovato probabili vasi sanguigni, cellule che costruiscono ossa e tessuto connettivo in un altro T. rex, in un teropode argentino e in un fossile lanoso di 300.000 anni fa. Il lavoro di Schweitzer è "mostrarci che non capiamo davvero il decadimento", afferma Holtz. "Ci sono un sacco di cose davvero basilari in natura su cui le persone fanno semplicemente ipotesi."
I creazionisti della giovane terra vedono anche il lavoro di Schweitzer come rivoluzionario, ma in un modo completamente diverso. Hanno preso per la prima volta il lavoro di Schweitzer dopo aver scritto un articolo per la popolare rivista scientifica Earth nel 1997 su possibili globuli rossi nei suoi campioni di dinosauro. La rivista Creation ha affermato che la ricerca di Schweitzer è stata "una potente testimonianza contro l'idea di dinosauri che vivono milioni di anni fa. Parla di volumi per il racconto biblico di una creazione recente ”.
Questo fa impazzire Schweitzer. I geologi hanno stabilito che la Formazione di Hell Creek, dove è stato trovato B. rex, ha 68 milioni di anni, e così sono le ossa sepolte al suo interno. È inorridita dal fatto che alcuni cristiani la accusino di nascondere il vero significato dei suoi dati. "Ti trattano davvero male", dice. "Essi distorcono le tue parole e manipolano i tuoi dati". Per lei, scienza e religione rappresentano due modi diversi di guardare il mondo; invocare la mano di Dio per spiegare i fenomeni naturali infrange le regole della scienza. Dopotutto, dice, ciò che Dio chiede è fede, non prove. “Se hai tutte queste prove e prove positive che Dio esiste, non hai bisogno della fede. Penso che l'abbia progettato in modo da non poter mai provare la sua esistenza. E penso che sia davvero bello. "
Per definizione, ci sono molte cose che gli scienziati non conoscono, perché l'intero punto della scienza è esplorare l'ignoto. Essendo chiaro che gli scienziati non hanno spiegato tutto, Schweitzer lascia spazio ad altre spiegazioni. "Penso che siamo sempre saggi lasciare alcune porte aperte", dice.
Ma l'interesse di Schweitzer per la conservazione a lungo termine di molecole e cellule ha una dimensione ultraterrena: sta collaborando con gli scienziati della NASA alla ricerca di prove di possibili vite passate su Marte, la luna di Saturno, Titano e altri corpi celesti. (Gli scienziati hanno annunciato questa primavera, ad esempio, che la minuscola luna di Saturno Encelado sembra avere acqua liquida, una probabile condizione preliminare per la vita.)
L'astrobiologia è uno dei rami più bizzarri della biologia, che si occupa della vita che potrebbe o non potrebbe esistere e potrebbe o non potrebbe assumere qualsiasi forma riconoscibile. "Per quasi tutti coloro che lavorano su cose della NASA, sono solo in paradiso, lavorando su domande di astrobiologia", afferma Schweitzer. La sua ricerca della NASA prevede l'uso di anticorpi per sondare segni di vita in luoghi inaspettati. “Per me, è il mezzo per raggiungere un fine. Voglio davvero sapere dei miei dinosauri. "
A tale scopo, Schweitzer, con Wittmeyer, trascorre ore davanti a microscopi in stanze buie. Per un Montanan di quarta generazione, anche l'area relativamente rilassata di Raleigh è una grande città. Ricorda malinconicamente lo scouting per i siti di campo a cavallo nel Montana. "La paleontologia al microscopio non è così divertente", afferma. "Preferirei di gran lunga uscire a passeggiare."
"I miei bulbi oculari sono assolutamente fritti", dice Schweitzer dopo ore di osservazione attraverso gli oculari del microscopio su vasi e macchie incandescenti. Potresti chiamarlo il prezzo che paga per non essere tipica.
