새로운 연구에 따르면 공룡 깃털은 현생 조류와 유사한 단백질 구성을 갖고 있어 새 깃털 화학의 초기 기원이 아마도 1억 2500만 년 전임을 시사합니다. 이번 연구에서는 화석 깃털에서 발견되는 알파 단백질이 화석화 과정에서 열에 의해 형성되었을 가능성이 높으며 원래는 존재하지 않았음을 발견했습니다. (작가의 공룡 깃털 개념).
SLAC 국립가속기연구소(SLAC National Accelerator Laboratory)에서 생성된 강력한 X선을 통해 연구자들은 깃털의 진화에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있었습니다.
공룡은 오늘날의 새와 어떤 관련이 있습니까? 최근 연구에서는 극심한 열 속에서 수백만 년에 걸쳐 공룡 깃털의 단백질 진화와 변화를 살펴보며 이 질문을 탐구했습니다.
이전 연구들 이는 공룡의 깃털이 현대 새의 깃털보다 덜 단단하게 만드는 단백질을 함유하고 있음을 암시합니다. 이제 UCC(University College Cork), 에너지부 산하 SLAC 국립 가속기 연구소의 SSRL(스탠포드 싱크로트론 방사광) 소스 및 기타 기관의 연구자들은 공룡 깃털이 원래 현대 조류의 단백질 구성과 매우 유사한 단백질 구성을 가지고 있음을 발견했습니다. . .
이 발견은 현재의 새 깃털의 화학적 성질이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 이전, 아마도 1억 2500만 년 전에 시작되었을 수 있음을 의미합니다.
이번 연구의 주 저자이자 캘리포니아 대학의 고생물학자인 티파니 슬레이터(Tiffany Slater)는 “공룡과 새 사이의 새로운 유사점을 발견하는 것은 정말 흥미롭습니다.”라고 말했습니다. “엑스레이와 적외선을 이용해 깃털이 공룡의 것임을 알아냈습니다. 시노르니토사우루스 오늘날 새의 깃털과 마찬가지로 베타 단백질이 많이 포함되어 있습니다. 이 발견은 현대 새의 경우처럼 공룡 새도 단단한 깃털을 가지고 있다는 우리의 가설을 확증해 줍니다.
문제의 핵심은 단백질 혼합이다. 공룡 깃털에 대한 이전 테스트에서는 대부분 알파 케라틴 단백질이 발견되었는데, 이는 덜 단단한 깃털로 이어지는 반면, 현대 새 깃털에는 비행을 위해 깃털을 강화하는 베타 케라틴 단백질이 풍부합니다. 그러나 연구자들은 이러한 차이가 실제 깃털의 화학적 성질을 반영하는지, 아니면 화석화 과정의 결과인지 궁금했습니다.
이를 알아내기 위해 Slater와 캘리포니아 대학의 고생물학자인 Maria McNamara는 SSRL 과학자들과 협력하여 1억 2500만 년 전 공룡의 깃털을 분석했습니다. 시노르니토사우루스 그리고 일찍 일어나는 새 공자(Confuciusornis)미국에서 발견된 5천만년 된 깃털에 더해, 그들은 최근 그들의 연구 결과를 저널에 발표했습니다. 자연생태와 진화.
고대 깃털에서 발견된 단백질을 발견하기 위해 연구자들은 베타 단백질의 주요 구성 요소가 존재하는지 여부를 밝혀내는 SSRL의 강력한 X-선 앞에 화석을 배치했습니다. 이는 연구자들이 샘플의 베타 단백질이 여전히 “원래” 형태인지, 아니면 시간이 지남에 따라 변했는지 여부와 그러한 변화가 화학적으로 어떻게 발생했는지 확인하는 데 도움이 되었다고 SSRL 과학자 Sam Webb은 말했습니다.
연구팀은 또한 시간이 지남에 따라 화석이 노출될 온도를 시뮬레이션하는 별도의 실험을 수행했다고 Webb은 말했습니다. 이 실험은 알파 단백질이 살아 있는 동안 깃털의 일부가 되는 것이 아니라 화석화 과정의 결과로 화석에서 형성될 수 있음을 보여주었습니다.
분석에 따르면 일부 화석 깃털에는 많은 알파 단백질이 포함되어 있지만 원래는 존재하지 않았지만 시간이 지남에 따라 형성되었을 가능성이 높습니다. 그들은 화석이 노출되는 극도의 고열로 인해 형성되었습니다.
“우리의 실험은 이 이상한 화학적 불일치가 화석화 과정 중 단백질 분해의 결과라는 것을 설명하는 데 도움이 됩니다.”라고 Slater는 말했습니다. “일부 공룡 깃털에는 원래 베타 단백질의 흔적이 남아 있지만 다른 화석 깃털에는 화석화 중에 형성된 알파 단백질이 포함되어 있습니다.”
Webb 박사는 “자연 단백질 구조가 시간이 지남에 따라 변할 수 있다는 생각은 고대의 바이오마커를 살펴볼 때 종종 간과되는 측면입니다.”라고 말했습니다. “우리의 X선 분광학 결과를 실험적으로 가열된 깃털 샘플에 대한 추가 실험실 측정과 비교하는 것이 우리의 발견을 보정하는 데 도움이 되었습니다.”
“고대 생체분자의 흔적은 수백만 년 동안 살아남을 수 있지만, 잘 보존된 화석 조직도 화석화 과정에서 조리되고 부서지기 때문에 화석 기록을 문자 그대로 읽을 수는 없습니다.”라고 수석 연구 저자인 Maria McNamara가 말했습니다.
McNamara는 “우리는 화석화 과정에서 어떤 일이 일어나는지 이해하고 화석의 화학적 비밀을 밝히기 위한 새로운 도구를 개발하고 있습니다.”라고 말했습니다. “이것은 우리에게 진화에 대한 흥미롭고 새로운 통찰력을 줄 것입니다.”
참조: “각막 베타 단백질 유지 중생대 티파니 S의 ‘깃털’ 슬레이터, 니콜라스 B. 에드워즈, 사무엘 M. 웹, 장 푸칭, 마리아 E. 맥나마라, 2023년 9월 21일, 자연생태와 진화.
도이: 10.1038/s41559-023-02177-8
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”