كشف أسباب بقاء هياكل الديناصورات سليمة لملايين السنين

عملية ترميم جزء من بقايا أحد الديناصورات (جامعة لشبونة)

كشفت دراسة جديدة لعلماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة الأميركية عن سر بقاء هياكل الديناصورات سليمة لملايين السنين، رغم احتواء الهياكل إلى جانب الكولاجين على روابط كيميائية عمرها الافتراضي لا يزيد على 500 عام.

الدراسة التي أجراها البروفسور رون رينز وزملاؤه ونشرت، الأربعاء، في مجلة «إيه سي إس سنترال ساينس»، أماطت اللثام عن سرٍّ خفي لهذه الكائنات المثيرة للإعجاب؛ فالقوة الفريدة للكولاجين قد تكون ناتجة عن بنية جزيئية تحمي هذه الروابط الضعيفة من الهجوم بواسطة الماء الموجود في البيئة.

والكولاجين هو البروتين الأكثر وفرة في الحيوانات، ويوجد في الجلد والأنسجة الضامة، مثل الغضاريف والعظام.

وسبق أن استخرجت شظايا الكولاجين من عظام حفريات عمرها 68 مليون عام من الديناصور «تيرانوصور ريكس» (Tyrannosaurus rex)، وكذلك اكتُشفت في هيكل عظمي للديناصور «لوفينجسوصورس» (Lufengosaurus) الذي يبلغ عمره 195 مليون عام.

ويتكون الكولاجين من خيوط بروتينية - سلاسل من الأحماض الأمينية - تشكل معاً حلزونات ثلاثية، وعلى غرار الحبل، تتشابك هذه الحلزونات بدورها لتكوين مادة ليفية قوية. وعند تعرضها للماء، تتحلّل الروابط الببتيدية التي تربط الأحماض الأمينية عادة في عملية تعرف باسم التحلل المائي، ولكن عند دمج الببتيدات في الكولاجين، لا تحدث هذه العملية المدمرة.

تصوّر فني يظهر تيرانوصور ريكس في كامل هيئته (جامعة بورتسموث)

وشاعت تفسيرات مختلفة، لكن رون رينز وزملاءه شعروا بأن هذه النظريات تفتقر إلى أساسٍ فيزيائي وكيميائي لمقاومة الروابط الببتيدية في الكولاجين، مثل تلك المحفوظة في عظام الديناصورات القديمة. ليبدأ الفريق من خلال الدراسة الأخيرة في ملء هذه الروابط المفقودة.

وباستخدام الأساليب التجريبية والحسابية، فحص رون رينز وزملاؤه سلوك محاكيات الجزيئات الصغيرة لببتيدات الكولاجين. وعلى وجه الخصوص، درسوا التفاعلات بين إحدى المجموعات الكيميائية الفعالة في الجزيئات، التي تحتوي كل منها على ذرة كربون مرتبطة برابطة مزدوجة بذرة أكسجين. ووجدوا أن كل مجموعة تشارك جزئياً إلكتروناتها مع مجموعة كيميائية أخرى مجاورة.

وأشارت النتائج إلى أن مثل هذه التفاعلات تحمي كل رابطة ببتيدية في حلزون ثلاثي الكولاجين من التحلّل المائي، وبالتالي تظلّ هذه البنية العجيبة قادرة على البقاء سليمة.

ويقول الباحثون إن الدروس المستفادة من الاستقرار الذي توفره هذه التفاعلات يمكن أن تساعد في تصميم مواد أخرى جديدة طويلة العمر بشكل استثنائي.