3151-1 (600305), страница 4
Текст из файла (страница 4)
4. Связывание (адсорбция) белков и ДНК с минеральным субстратом, причем сохранность увеличена в биоокаменевших (biomineralized) тканях, где компонент белка в минеральном кристалле попадает в закрытую систему, предохраняющую от молекул воды. Например, сохранение белков в комплексе с апатитом (минеральной составляющей костей) возможно в течение длительного времени. Это наиболее важный механизм.
Комментарий. Может, все и так, но окаменевшая кость, в которой к тому же имеются "недоокаменевшие" участки, это не алмаз и даже не янтарь. Полагаю, что те "закрытые системы" в кристаллах должны были не раз становиться открытыми в течение геологических промежутков времени, когда подвергались длительным воздействиям даже слабых растворов неорганических кислот, образующихся путем взаимодействия между просачивающейся водой и минералами (даже углекислая кислота могла сыграть роль). Или воздействиям слабых растворов щелочей. Вода, как известно, она и камень точит.
Кто-то заметит, что останки могли исходно оказаться погребенными столь глубоко, что на их "белково-минеральные кристаллы" ни разу не попала никакая вода. Думаю, что тогда эти останки никто и никогда бы не обнаружил. А раз эти останки, как пишут исследователи, "excavated" (откопали), то значит, что не так уж глубоко они и залегали (причем часто не в пустынях это было). И значит, что вода вряд ли была так далеко, тем более в течение миллионов лет. Или же надо предположить, к примеру, что в течение 64.999.999 лет останки того тиранозавра без доступа воды в глубинах Земли жюль-верновских находились, и только где-нибудь в последний год в верхние пласты поступили? Сомнительно это.
В результате даже автор обзора по молекулярной палеонтологии [1] заключает:
"Существует, однако, немного экспериментальных свидетельств о том пределе [промежутка] времени сохранения, который может быть обусловлен указанными механизмами". ("However, there is little experimental evidence for a temporal limit to preservation enhanced by such mechanisms".)
Отдельным является важный вопрос о термодинамических закономерностях сохранения пептидной связи (между аминокислотами в белках). Эта связь достаточно стабильна, несмотря на то, что ее свободная энергия гидролиза относительно велика, если сравнивать, например, с неорганическими соединениями [34]. Чтобы разрушить химически все пептидные связи в препарате белка, его раствор в очень концентрированной соляной кислоте (6 н) запаивают в ампулу и 1–3 суток выдерживают при 100–105°C [49]. В этом случае разрушаются все внутримолекулярные связи.
Другой способ — те же условия, но при 37°C. Здесь белок распадается не полностью: помимо отдельных аминокислот, получается много ди- и трипептидов (по 2–3 аминокислоты), но не более [49]. Однако пептиды в 2–3 аминокислоты не являются иммуногенными, как то было с гораздо бóльшими фрагментами гемоглобина тиранозавра, поэтому для наших прикидок можно считать, что белок практически распался.
Протеолитические ферменты (например, пепсин и трипсин) проделывают почти то же самое (хотя и не до конца) при гораздо менее жестких условиях. Вернее, вовсе не жестких. И микроорганизмы своими переваривающими ферментами осуществляют то же, причем часто — до конца. Всякий знает, как быстро микроорганизмы деградируют белковые питательные субстраты.
Вышеуказанное химическое расщепление в сильной кислоте при температурах 37–105°C обусловлено уже не биохимическими (ферментами), а чисто химическими, термодинамическими процессами. Они подчиняются закону, выраженному уравнением, в которое входят параметры свободной энергии связи и температура. Исходя из распада пептидных связей за 1–3 суток при 37–105° C, специалист по химической термодинамике способен, наверное, хотя бы прикидочно рассчитать то время, за которое должен произойти распад, например, при 20°C. Концентрация водородных ионов (кислотность) также является одним из параметров в исходных термодинамических уравнениях равновесия химической реакции. И здесь, полагаю, можно оценить то время, которое понадобится для распада при pH 7 (нейтральные условия) по сравнению с pH сильных растворов соляной кислоты.
К сожалению, в креационной литературе нам не встретились серьезные расчеты подобного рода (хотя они, может, и имеются). Но есть большое подозрение, что полученные в результате таких расчетов промежутки времени "самораспада" окажутся на много порядков меньше тех "десятков и сотен миллионов" лет, в течение которых полипептидные фрагменты гемоглобина и других белков (см. табл. 1) оказались не разрушенными.
Самое же главное относительно их сохранности — это, все-таки, вездесущее действие микроорганизмов. Существуют большие сомнения, что те кости на нашей Земле могли находиться в стерильных условиях миллионы — сотни миллионов лет.
8. Фактическая сохранность фрагментов макромолекул в зависимости от времени, прошедшего с момента захоронения
Кажется познавательным представить сведения из, так сказать, областей молекулярной археологии и молекулярной антропологии. А именно — сохранность иммуногенных фрагментов белков и ДНК в останках доисторических и исторических людей (табл. 2).
Таблица 2(см. в материалах к публикации)
Испанские исследователи вообще подвергают сомнению корректность сравнительного с современным человеком расчета мутаций в амплифицированных ДНК тех "неандертальцев", поскольку, как они пишут, никто не учитывал вариаций в норме в определенном участке той ДНК митохондрий. Пересчитали испанцы заново эту "генетику", и указывают, что никакого расхождения ("дивергенции") "неандерталец" — современный человек у них не получается [65].
Наконец, только что (2004 г) работы немецких исследователей ДНК неандертальца, похоже, надолго закрыли вопрос с его "расхождениями" от нас [66]. Оказалось, что экстракты из древних костей сами по себе обладают сильной способностью вызывать повреждения в ДНК (мутации — точковые замены и делеции). Когда последовательности современных митохондриальных ДНК помещали в экстракты из кости неандертальца, то наблюдались их повреждения (77% исходных копий были значительно изменены). И часто — именно в тех участках, что ранее столь любили сравнивать в плане "неандерталец" — Homo sapiens. Авторы делают предположение, что все дело в клеях и консервантах, которыми в прежние времена пропитывали кости, и что "последовательности древних ДНК необходимо исследовать с предосторожностями по крайней мере до тех пор, пока молекулярная основа вызываемых экстрактом мутаций не будет понята" [66].
Из табл. 2 видно, что, во-первых, чем старше образец даже по шкале в единицы тысяч лет, тем хуже сохраняются белки. И хотя гемоглобин, например, идентифицируется в самых древних костях, в останках возрастом единицы тысяч лет его содержание уже очень мало [53].
Противоречивы данные относительно сложного и лабильного белка иммуноглобулина G. С одной стороны, он обнаружен "молекулярными археологами" в останках доисторических детей, а, с другой стороны, — не идентифицирован судебными медиками спустя всего 1,3 года после пребывания ткани с кровью в земле (см. табл. 2).
Очень иллюстративными кажутся эксперименты по идентификации в остатках костей ископаемых животных остеокальцина. Они полностью запутывают картину датирования геологических эпох.
Остеокальцин представляет собой низкомолекулярный (масса 5200–5900 "у.е.") белок позвоночных, состоящий из порядка 50-ти аминокислот и содержащий три остатка глутаминовой кислоты. Его аминокислотная последовательность, если пользоваться специальным термином, консервативна, т.е. мало отличается для различных видов животных. На взгляд биохимика, этот белок просто чудовищно термостабилен: так, после нагревания порошка из кости современной коровы при 165°C в течение 5,3 ч остеокальцин распадается только на 90% [67].
Это кажется почище вируса гепатита, который полностью инактивировать кипячением не удается —приходится автоклавировать при температурах выше 100°C. И хотя низкомолекулярные белки хорошо известны своей термостабильностью, должен заметить, что показатель остеокальцина выходит за всякие мыслимые рамки.
Отсюда вывод — очень стабилен белок остеокальцин к физико-химическим воздействиям. Термодинамически стабилен, а, значит, сохраняться в костях должен долгое время (если, конечно, микроорганизмы не учитывать — они быстро справятся с любым растворимым белком). И действительно — еще в 1987 г нашли остеокальцин в ископаемых костях быка и зубах грызуна [26], а позже — в костях древних бизонов [67] и даже в останках динозавра [27]. Следовало бы ожидать, что в образцах от быка и бизона остеокальцин сохранится много лучше, чем, например, в костях динозавра. Однако это оказывается не так.
В работе 2002 г. [67] получены уникальные в своем роде данные. Основная часть исследования заключалась в микровыделении остеокальцина из порошка костей бизона возрастом 56–59 тыс. лет. Авторам с помощью специальных современных методов удалось его очистить, "умножить" количественно и определить аминокислотную последовательность, которая была аналогичной показателю современного остеокальцина. К сожалению, выход белка из тех костей, которым насчитали 55–56 тыс. лет, авторы не представили. (Выход белка — его количество, полученное из 1 г или из 1 кг исходного материала; в данном случае — костей.)
Зато авторы представили выход остеокальцина из костей современной коровы и бизонов возрастом по "120 и 300 тыс. лет". Определение в экстрактах из костного порошка проведено с помощью радиоиммунологического метода с антителами к остеокальцину современной коровы [67]. Чувствительность данного метода велика — достаточно просто следовых количеств белков, а полученные значения отвечают их истинной концентрации в пробах из тех или иных образцов [42].
Исходя из приведенных авторами [67] значений (в специальных единицах — пикомолях на 1 мг кости) путем расчета удается узнать, каково содержание остеокальцина в более общеизвестных единицах (например, в мг на 1 кг исходных костей). Нами построен соответствующий график (рисунок) сохранения остеокальцина в костях в зависимости от времени ("сотен тысяч лет"; оценено палеонтологами в [67]).
Из рисунка (см. материалы к публикации) видно, что нормальный уровень остеокальцина в костях современной нам коровы (а, значит, и у бизонов должно быть сравнимое значение) составляет 0,25 мг/кг кости. Это малое содержание: вспомним, что даже из тиранозавра доктору М. Швейцер с соавторами удалось получить порядка 1 мг гемоглобина [8]. Иными словами, в организме, вероятно, содержится много меньше остеокальцина, чем гемоглобина (последнего — вспомним анализы крови — 120–140 грамм на 1 л крови).
Несмотря на всю стабильность остеокальцина, спустя "оцененные" 120 тыс. лет после смерти животного уровень этого белка в костях бизона (судя по [67] — "без вечной мерзлоты") уменьшился в 28 раз, а спустя 300 тыс. лет (другой бизон, конечно) — в 2500 раз (см. рисунок). В последнем случае детектируются просто следовые количества белка — одна десятимиллионная грамма на 1 кг костных остатков. Это указывает, как кажется вначале, что даже столь невероятно устойчивый к физико-химическим воздействиям остеокальцин плохо сохраняется в образцах возрастом "сотни тысяч лет" (видимо — работа микробов).
Но, при всем при том, известна идентификация остеокальцина в ископаемых останках различных животных возрастом до 13 млн. лет [26]. Как он может там обнаруживаться, если исходить из экстраполяции сохранности от времени согласно графику на представленном нами рисунке?
Существует еще один пример — остеокальцин в костях динозавра (и не одного) возрастом "73–75 млн. лет" (1992 г.) [27[. Конечно, там также использовали метод иммунохимического анализа, а именно: определяли уровень остеокальцина в экстрактах из костей двух динозавров, используя антитела кролика против остеокальцина современного аллигатора. Детектировали исследуемый белок динозавров и с помощью HPLC (один из типов специальной высокоразрешающей хроматографии).
Что вы думаете? Остеокальцин прекрасно определялся в костях возрастом "73–75 млн. лет" [27]. Чувствительность иммунохимического метода, использованного авторами [27], нисколько не выше, чем радиоиммунологического анализа при изучении костей бизонов в [67]. Значит, содержание остеокальцина в костях тех динозавров никак не меньше, чем у упомянутых древних бизонов, хотя возраст костей динозавров больше в 250–600 раз. Более того, поскольку авторам [27] удалось выделить остеокальцин динозавра с помощью HPLC, его содержание никак нельзя назвать тем следовым, что детектировано для бизонов в 120 и 300 тыс. лет. Скорее, оно соответствовало тому, что было характерно для костей бизона возрастом 55–56 тыс. лет в [67], для которых как раз подобное микровыделение с HPLC и проводили.
Это уже почти 1200-кратная разница в возрасте ископаемых остатков.
В костях же бизонов в "120 и 300 тыс. лет", как уже отмечалось (см. рисунок), уровень остеокальцина совершенно ничтожен — 9 и 0,1 микрограмма на 1 кг (микрограмм — 0,001 мг). Чтобы выделить из таких костей белок хотя бы путем HPLC, понадобились бы тонны ископаемых останков.
Но остеокальцином вопрос не исчерпывается. Из табл. 1 (см. выше) видно, что детектированы и даже получены (выделены, очищены) фрагменты других белки. Непонятен весьма лабильный (нестойкий) альбумин, который идентифицировали в костях мастодонта. Хотя известно, что последние мастодонты были современниками человека, все-таки, по оценкам, их ископаемым останкам не менее 10 тыс. лет [68], что кажется несколько многовато для сохранения даже частей молекулы альбумина.
И каким образом в старой работе 1976 г. [4] ухитрились выделить фрагмент гликопротеина из моллюска возрастом в "80 млн. лет", да не просто выделить, а определить его аминокислотную последовательность, сравнить последнюю с показателем современного нам такого же моллюска и сказать: "Да, аналогичны". Ведь в 1976 г., когда проводили то исследование, никаких сверхчувствительных методов выделения в сверхмикроколичествах, подобных HPLC, насколько мне известно, не было. Имелись только различные виды обычной хроматографии, что и было использовано в [4]. А для этих хроматографий требуется много материала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
