Reconstruction du Jehol Biota et du spécimen bien conservé de Caudipteryx. Crédit : Image de ZHENG Qiuyang
Des restes de molécules organiques trouvés dans les noyaux de cellules de dinosaures vieilles de 125 millions d’années.
Une équipe de scientifiques de l’Institut de paléontologie et de paléoanthropologie des vertébrés (IVPP) de l’Académie chinoise des sciences et du Musée de la nature Shandong Tianyu (STM) a isolé des cellules cartilagineuses parfaitement préservées dans un dinosaure de 125 millions d’années du nord-est Chine qui contiennent des noyaux avec des restes de molécules organiques et de chromatine. L’étude a été publiée dans Biologie des communications le 24 septembre 2021.
Le dinosaure, appelé Caudiptéryx, était un petit omnivore de la taille d’un paon avec de longues plumes de queue. Il parcourait les rives des lacs peu profonds du Jehol Biota dans la province du Liaoning au début du Crétacé.
“Les données géologiques se sont accumulées au fil des ans et ont montré que la préservation des fossiles dans le Jehol Biota était exceptionnelle en raison des fines cendres volcaniques qui ont enseveli les carcasses et les ont préservées jusqu’au niveau cellulaire”, a déclaré LI Zhiheng, professeur agrégé à l’IVPP et co- auteur de cette étude.
Les scientifiques ont extrait un morceau de cartilage articulaire distal du fémur droit de ce spécimen, l’ont décalcifié et ont utilisé différentes méthodes microscopiques et chimiques pour l’analyser. Ils se sont rendu compte que toutes les cellules avaient été minéralisées par silicification après la mort de l’animal. Cette silicification est très probablement ce qui a permis l’excellente conservation de ces cellules.
Ils ont également découvert deux principaux types de cellules : des cellules saines au moment de la fossilisation et des cellules moins saines qui étaient poreuses et fossilisées en train de mourir. “Il est possible que ces cellules mourraient déjà avant même que l’animal ne meure”, a déclaré Alida Bailleul, professeure agrégée à l’IVPP et auteure correspondante de cette étude.
La mort cellulaire est un processus qui se produit naturellement tout au long de la vie de tous les animaux. Mais pouvoir placer une cellule fossilisée à un endroit spécifique du cycle cellulaire est assez nouveau en paléontologie. C’est l’un des objectifs des scientifiques de l’IVPP : améliorer l’imagerie cellulaire dans les fossiles.
De plus, l’équipe a isolé certaines cellules et les a colorées avec un produit chimique utilisé dans les laboratoires biologiques du monde entier. Ce produit chimique violet, appelé hématoxyline, est connu pour se lier aux noyaux des cellules. Après avoir coloré le matériel de dinosaure, une cellule de dinosaure a montré un noyau violet avec des fils violets plus foncés. Cela signifie que la cellule de dinosaure vieille de 125 millions d’années a un noyau si bien conservé qu’il conserve des biomolécules et des fils de chromatine d’origine.
La chromatine présente dans les cellules de tous les organismes vivants sur Terre est constituée de ADN molécules. Les résultats de cette étude fournissent ainsi des données préliminaires suggérant que des restes d’ADN de dinosaure d’origine peuvent encore être préservés. Mais pour tester cela avec précision, l’équipe doit faire beaucoup plus de travail et utiliser des méthodes chimiques beaucoup plus raffinées que la coloration utilisée ici.
“Soyons honnêtes, nous nous intéressons évidemment aux noyaux cellulaires fossilisés car c’est là que devrait se trouver l’essentiel de l’ADN si l’ADN était préservé”, a déclaré Alida Bailleul. L’année dernière, elle a publié une autre étude faisant état d’une préservation exceptionnelle du nucléaire et des biomolécules dans les cellules cartilagineuses d’un dinosaure du Montana. Nous avons donc de bonnes données préliminaires, des données très intéressantes, mais nous commençons tout juste à comprendre la biochimie cellulaire dans de très vieux fossiles. À ce stade, nous devons travailler davantage.
L’équipe insiste sur le fait qu’elle doit faire beaucoup plus d’analyses et même développer de nouvelles méthodes pour comprendre les processus qui peuvent permettre la préservation des biomolécules dans les cellules de dinosaure, car personne n’a jamais réussi à séquencer l’ADN de dinosaure. Dans la communauté de l’ADN ancien, des méthodes de séquençage sont utilisées pour confirmer si l’ADN ancien est préservé dans les fossiles. Jusqu’à présent, ces méthodes n’ont fonctionné que pour les jeunes fossiles (pas beaucoup plus vieux qu’environ un million d’années), mais elles n’ont jamais fonctionné pour le matériel de dinosaure. Les dinosaures sont considérés comme beaucoup trop vieux pour conserver un quelconque ADN. Cependant, les données chimiques recueillies par les scientifiques de l’IVPP et de la STM suggèrent le contraire.
Même si davantage de données doivent être collectées, cette étude montre clairement que des cellules de dinosaures fossiles vieilles de 125 millions d’années ne peuvent pas être considérées à 100% comme de la roche. Ils ne sont pas complètement « stonifiés ». Au lieu de cela, ils contiennent encore des restes de molécules organiques. Maintenant, il est essentiel de comprendre précisément ce que sont ces molécules, si elles conservent des informations biologiques et des restes d’ADN.
Référence : « La préservation nucléaire dans le cartilage du dinosaure Jehol Caudiptéryx» Par Xiaoting Zheng, Alida M. Bailleul, Zhiheng Li, Xiaoli Wang et Zhonghe Zhou, le 24 septembre 2021, Biologie des communications.
DOI : 10.1038 / s42003-021-02627-8
