¿Cómo puedes saber si un dinosaurio es hembra o macho? Es uno de los aspectos más básicos de la biología y, sin embargo, para los En su mayor parte, sigue siendo un misterio en paleontología. Todavía no sabemos el sexo de la mayoría de las especies extintas, incluso si aquellas en las exhibiciones de museos tienen nombres específicos de género como Demandar al T.rex o Acantilado el Triceratops. Pero el pasado mes de octubre, en la reunión anual de la Sociedad de Paleontólogos de Vertebrados, un científico ofreció una visión del trabajo que él y sus El equipo está haciendo para descubrir hormonas en huesos fósiles. Sus resultados iniciales indican que trazas de hormonas sexuales pueden efectivamente sobrevivir a la fosilización. proceso. Si es así, esto podría cambiar las reglas del juego, ofreciendo una visión fenomenal sobre los animales antiguos y su evolución en este planeta.
Evan Saitta presentó ese trabajo durante una sesión de carteles de SVP. Actualmente paleontólogo postdoctoral en la Universidad de Chicago, ha estado reflexionando sobre la posibilidad de descubrir hormonas fósiles desde 2018, cuando leyó varios artículos que encontraron colesterol en fósiles, algunos de ellos tan atrás comoHace 720 millones de añosEl colesterol, señaló, es “otro tipo de esteroide” y “las hormonas sexuales se biosintetizan a partir del colesterol”.
En otras palabras, el cuerpo crea hormonas como el estrógeno y la testosterona modificando las moléculas de colesterol existentes. Por lo tanto, explicó Saitta, “estas hormonas tienen una estructura básica similar» a la del colesterol. Esa estructura es estable, lo que hace que el colesterol sea más propicio para sobrevivir millones de años de presión geológica. Esto llevó a Saitta a preguntarse si hormonas como el estrógeno y la testosterona podrían sobrevivir también, incluso en una forma alterada.
“El colesterol está en cada membrana celular del cuerpo, mientras que estas hormonas están en concentraciones mucho más bajas”, dijo. “Están concentradas y se producen en las gónadas, que no se fosilizan. Viajan a través del torrente sanguíneo, que no se fosiliza. Y así, tu esperanza es que, cuando un organismo muere, queda suficiente hormona residual en el hueso para que se pueda detectar”.
Pero primero, él y su equipo necesitaban comprender qué estaban buscando. Así que le administraron estrógeno puro, en forma de estradiol. , un extracto en polvo, a través de experimentos diseñados para simular el proceso de fosilización. Estos experimentos de maduración artificial les permitieron replicar imperfectamente el calor y presión que ocurre a lo largo de millones de años.
“Cuando se calienta un sistema”, dijo Saitta en una entrevista telefónica, “las reacciones químicas pueden ocurrir más rápidamente, y eso es el tipo de truco que estás buscando: estás usando calor no solo para simular directamente parte del calor geotérmico cuando [ un fósil está] enterrado bajo tierra, pero también para tener en cuenta el tiempo”.
El estradiol sobrevivió al experimento de maduración artificial, lo que significa que, en teoría, podría sobrevivir a la fosilización. Someterlo a cromatografía de gases y espectrometría de masas: un proceso que separa moléculas de mezclas complejas, les dio una hoja de ruta: una forma de comparar posibles “huellas dactilares” de estrógeno en los huesos y comprender cómo y cuándo esa huella debería aparecer en ese proceso.
Sin embargo, en lugar de saltar directamente a los fósiles, el equipo probó los huesos de animales existentes, incluidos un halcón y un ganso. esa misma huella digital de estrógeno. Saitta fue un paso más allá y probó el hueso de ganso rodeado de arcilla. ¿Se saldrían hormonas del hueso? y en el sedimento circundante? En este caso, no lo hicieron, un hallazgo con implicaciones para futuras investigaciones sobre fósiles.
Con ejemplos de estrógeno puro y huesos modernos, el equipo pasó a los fósiles. Estos no se encontraron en formaciones conocidas por su excepcional conservación. Eran simplemente varios trozos de hueso de diferentes dinosaurios, conocidos y desconocidos en el momento de los experimentos. Los resultados fueron mixtos. Cuatro de ellos sugirieron trazas de estrógeno; cuatro no tenían ninguno y uno no estaba seguro.
Para Saitta, los rastros hormonales potenciales en los fósiles no son tan importantes como los resultados de los experimentos mismos. “Este trabajo es apasionante y Es una prueba de concepto, más que cualquier otra cosa”, dijo, porque indica que las hormonas podrían simplemente sobrevivir a la fosilización y pueden ser Detectado.
“Sabemos que el estrógeno es estable. Sabemos que se puede detectar en los huesos, más allá de las gónadas o en la sangre”, continuó. Sabemos que si lo cocinas a presión, ya sea como extracto purificado o como hormona residual dentro de los huesos, puedes detectarlo. y puedes detectarlo separadamente del entorno circundante. Creo que todo eso es el resultado clave”.
Jasmina Wiemann, también de la Universidad de Chicago, no participó en esta investigación. Ella es geo, astro, paleobióloga molecular y Miembro del Instituto Agouron en el Museo Field de Historia Natural. En un correo electrónico a Gizmodo, señaló que “los autores abordan una pregunta aquí eso no ha sido investigado rigurosamente en el pasado”.
Pero también escribió que “puede ser bastante difícil detectar de manera confiable rastros de biomoléculas que se produjeron originalmente en concentraciones muy altas”. señala el hemo, “el compuesto de porfirina que es responsable del color rojo de la sangre: el hemo es una molécula pequeña y muy estable que ocurre unida a una proteína en la sangre de los vertebrados. A pesar de su abundancia en el hueso vascularizado de los vertebrados vivos, la detección de rastros de hemo procedente de huesos fósiles ha demostrado ser muy difícil y las cantidades conservadas apenas superan los límites de detección. Las hormonas sexuales se distribuyen a través del torrente sanguíneo, pero ocurren aproximadamente a una milmillonésima parte de la concentración de hemo”.
Agregó que “tratar de extraer compuestos que sean químicamente estables, pero que se presenten en concentraciones muy bajas en fluidos que no dejen fósiles” trazas, de la matriz ósea adyacente, abre la siguiente pregunta: Dado que los fluidos diagenéticos se filtran a través del hueso durante el proceso de fosilización, ¿qué es ¿la probabilidad de que una cantidad detectable de rastros de estrógeno sobreviva durante millones de años?”
Saitta está de acuerdo en que detectar el hemo es un desafío, pero señala que “las porfirinas también tienen un desafío adicional (que las hormonas no tienen): también pueden derivan de abundantes fuentes exógenas/ambientales, como las algas en el agua en la que se deposita un cuerpo fósil”.
Y, dijo, en términos de fluidos diagenéticos, un término que se refiere al agua dentro de los sedimentos y cómo el líquido impacta los sedimentos con el tiempo, “esto Sin duda, es un obstáculo que hay que superar”, señalando que “estas moléculas no son muy solubles en agua. Sabemos que los esteroides como el colesterol pueden permanecer en el hueso sin pérdida total en la matriz durante millones de años, por lo que las hormonas probablemente también deberían hacerlo».
Señala la cantidad de huesos que él y sus colegas han analizado (“hasta ~50 g en algunos casos”), afirmando que “¡Una forma de buscar moléculas de baja concentración es estar dispuesto a destruir grandes trozos de fósiles!”
Pero sostiene que “parece posible detectar estrógeno en huesos secos antes y después de la maduración”, señalando la detección de estrógeno en los experimentos de maduración artificial de hueso de pato y ganso.
Holly Latta es la segunda autora de este trabajo actual y una química orgánica. Ella realizó los experimentos en todos los huesos que el equipo tiene. trabajado hasta hasta ahora. “Obviamente, se necesita hacer más trabajo para confirmar los resultados y el alcance completo de lo que significan, ”, escribió en un correo electrónico. “Pero la promesa de estos resultados es increíblemente emocionante”.
Uno podría preguntarse si la ausencia de estrógeno en sus resultados podría indicar que el hueso analizado provenía de un hombre. Saitta explicó que ambos Las mujeres y los hombres contienen tanto estrógeno como testosterona; la clave para determinar un sexo sobre otro está en las cantidades que contiene. Si el estrógeno puede ser detectado en un fósil , dijo, lo que podría indicar altos niveles de estrógeno, por lo tanto, sugiere una mujer.
Parte de su trabajo futuro también implicará realizar pruebas de testosterona, además de probar muestras de tamaños mucho más grandes y probar fósiles de formaciones que conocido por una mejor conservación.
“Si bien la pregunta es increíblemente apasionante”, coincidió Wiemann, “hay mucho trabajo fundamental por hacer tanto por parte de biólogos, paleontólogos y y geoquímicos: Primero necesitamos saber si el estrógeno efectivamente puede fosilizarse. Y si tenemos éxito encontrar trazas de estrógeno, “Necesitamos comprender qué factores impulsan las diferencias en las cantidades preservadas (diferentes entornos de depósito, diferentes tejidos, diferentes taxones, etc.)”.
Pero Saitta cree que la pregunta es “’¿Puede ser detectado de manera confiable en baja concentración?’ Toda la evidencia y la lógica apunta hacia ello poder fosilizar”. Admitió que las “concentraciones hormonales son extremadamente bajas, pero la expectativa razonable es que los espectrómetros de masas mejorarán con respecto a Se reducirán el tiempo y los límites de detección. Como tal, sólo veo potencial futuro para el estudio de hormonas antiguas”.
“Estas hormonas”, dijo Saitta, “son los agentes impulsores del desarrollo sexual y del dimorfismo sexual”. estable en sus experimentos y que los oligoelementos de estas hormonas podrían detectarse en fósiles y se espera que sobrevivan pocos compuestos orgánicos, si es que hay alguno. “Es todo muy alentador. Realmente estás llegando a los impulsores directos del desarrollo sexual al buscar las hormonas mismas”.
