‘Não me interessa o que dizem de mim’: A paleontóloga olha para os críticos na sua caça às proteínas dos dinossauros
On Novembro 13, 2021 by admin
Definindo a sabedoria convencional, Mary Schweitzer trabalha para transformar a paleontologia dos dinossauros numa ciência molecular.
CYNTHIA MATTY-HUBER
NORTHEASTERN MONTANA – O primeiro dia da caça aos dinossauros de Mary Schweitzer de 2017 não está a correr bem. A equipe tem procurado sob o sol alto do verão sem sucesso pelos estratos ricos em fósseis que trançam através da serra árida aqui. Então, em direção ao pôr-do-sol, o velho Chevy Suburban, no qual ela e quatro colegas estão cavalgando, entra em erupção em um breve espetáculo, tipo poltergeis, com fechaduras de porta pulando para cima e para baixo e várias luzes de aviso piscando simultaneamente. Finalmente, o carro desiste do fantasma e pára completamente.
É um começo de uma semana rochosa durante a qual Schweitzer planeja cruzar vastas faixas de propriedade privada à procura dos afloramentos mais a norte das camas chamadas Hell Creek Formation. Em terras públicas próximas, estes mesmos leitos produziram dezenas de fósseis de dinossauros, mas nenhum paleontólogo é conhecido por ter vasculhado esta secção da serra, estabelecida no final do século XIX. “Temos muita sorte de estar aqui”, diz Schweitzer, um paleontólogo dinossauro da North Carolina State University (NC State) em Raleigh.
A pega a adversidade automotiva a passos largos, aproveitando o pôr-do-sol enquanto outros em seu telefone de festas pedem ajuda. Os desafios do trabalho de campo são menores em comparação com a tempestade de críticas que ela sofreu pela afirmação central de seu trabalho: que sua equipe recuperou fragmentos de proteínas de dinossauros tão antigos quanto 80 milhões de anos.
As evidências, que ela expôs em uma série de artigos em Science e outras revistas, desafiam noções tradicionais do que é um fóssil: uma réplica de pedra do osso original. Se essa “pedra” inclui proteínas do animal vivo, “eu não sei mais qual é a definição”, diz Schweitzer.
Mais importante, ser capaz de analisar proteínas de dinossauros intactas transformaria a paleontologia em uma ciência molecular, assim como a pesquisa antiga de DNA transformou o estudo de nossos ancestrais humanos. “Se os tecidos moles são preservados, há um monte de coisas que podemos descobrir”, diz Jessica Theodor, uma paleontóloga da Universidade de Calgary, no Canadá. É inovador”.”
Os pesquisadores podem ser capazes de usar métodos moleculares para trabalhar a árvore genealógica dos dinossauros, e obter respostas a perguntas antigas, como se os dinossauros tinham sangue quente ou frio e quando as penas começaram a ser usadas para voar”. As descobertas de Schweitzer, se confirmadas, podem ser vislumbres de dinossauros em carne e osso.
Mas ninguém, exceto Schweitzer e seus colaboradores, foi capaz de replicar seu trabalho. Embora o estudo de proteínas antigas, ou paleoproteômica, esteja decolando, com novos resultados provocantes anunciados a cada poucas semanas, a maioria das descobertas vem de amostras milhares ou centenas de milhares de anos de idade – ordens de magnitude mais jovens que os dinossauros de Schweitzer.
“Eu quero que eles estejam certos”, diz Matthew Collins, um dos principais pesquisadores de paleoproteômica da Universidade de York, no Reino Unido. “É um grande trabalho. Não consigo replicá-lo.”
Outros são mais duros, e sugerem que os pedaços de proteína de Schweitzer vêm de bactérias ou contaminantes. “É problemático que nenhum outro laboratório tenha conseguido replicar o trabalho de Mary Schweitzer”, diz Jakob Vinther, um paleontólogo da Universidade de Bristol, no Reino Unido, que o tentou fazer. “O idioma que as afirmações excepcionais exigem evidências excepcionais permanece”, acrescenta Michael Buckley, um paleontólogo da Universidade de Manchester, também no Reino Unido.
Schweitzer, que chegou tarde ao campo, e cujos antecedentes incomuns a lançam como uma forasteira num campo ainda dominado por homens, não está acobardada. Ela passou décadas construindo seu caso. Agora, em sua expedição a Hell Creek, ela espera encontrar novos fósseis bem preservados que possam abrigar proteínas antigas – e novas evidências para convencer os cépticos. “Não me interessa o que dizem de mim”, diz ela. “Eu sei que o meu trabalho é bom.”
Como caçar proteínas em fósseis de dinossauros
Mary Schweitzer e os seus colegas primeiro removem minerais de fósseis como um fémur de hadrosaur, deixando material orgânico para trás. Eles então aplicam uma série de métodos ópticos, químicos e biológicos para identificar proteínas antigas, embora os resultados sejam contestados.
020µm02µmEspectrometria de massaAntiroscopia de fluorescência de corpoMicroscopiaSpectrum mostra pesos de moléculas, dando pistas para a sua identidade.Brachylophosaurus canadensis femurArea amostrada para análise molecularPistas controversasIdentifica fragmentos de proteínas e fornece a sequência de aminoácidos que compõem cada fragmento. Mary Schweitzer e seus colegas removem primeiro os minerais dos fósseis, como o fêmur de hadrosaur, deixando material orgânico para trás. Eles então aplicam uma série de métodos ópticos, químicos e biológicos para identificar proteínas antigas, embora os resultados sejam contestados.
Uma terceira geração Montananan, Schweitzer, 62, cresceu fora de Helena como a mais nova de três crianças de uma família católica conservadora. Seu pai, com quem ela era muito próxima, morreu de ataque cardíaco quando ela tinha 16 anos, e Schweitzer recorreu ao cristianismo fundamentalista para se consolar, inserindo-se profundamente na sua nova comunidade. Ela também rejeitou a evolução e adotou a crença de que a Terra tem apenas 6000 anos.
Depois de obter uma graduação em audiologia, Schweitzer casou-se e teve três filhos. Ela voltou à escola na Universidade Estadual de Montana, em Bozeman, para um diploma de educação, planejando tornar-se professora de ciências do ensino médio. Mas depois ela participou de uma palestra sobre dinossauros dada por Jack Horner, agora aposentado da universidade, que foi o modelo para o paleontólogo no filme original do Parque Jurássico. Após a palestra, Schweitzer foi até Horner para perguntar se ela poderia auditar a classe dele.
“Oi Jack, eu sou Mary”, Schweitzer se lembra de lhe dizer. “Eu sou uma jovem criadora da Terra. Vou mostrar-te que estás errado sobre a evolução.”
“Olá Mary, eu sou o Jack. Sou um ateu”, disse-lhe ele. Então ele concordou em deixá-la participar do curso.”
Nos próximos 6 meses, Horner abriu os olhos de Schweitzer para a esmagadora evidência que apoia a evolução e a antiguidade da Terra. “Ele não tentou me convencer”, diz Schweitzer. “Ele apenas expôs as evidências.”
Rejeitou muitos pontos de vista fundamentalistas, uma conversão dolorosa. “Custou-me muito: os meus amigos, a minha igreja, o meu marido.” Mas não destruiu a sua fé. Ela sentiu que viu o trabalho manual de Deus ao colocar a evolução em movimento. “Tornou Deus maior”, diz ela.
Em 1990, ela ofereceu-se para trabalhar no laboratório de Horner, cortando pedaços de osso do Tiranossauro rex em secções finas para análise. Sob um microscópio ligeiro, Schweitzer viu grupos de estruturas circulares vermelhas que procuravam por todo o mundo como glóbulos vermelhos.
Schweitzer sabia que isto era uma heresia paleontológica: De acordo com os livros, quando os fósseis se formam, toda a matéria orgânica mais dura se decompõe, deixando uma mistura de restos de minerais mais novos que se lixiviaram e tomaram a forma do osso. Entretanto, as frágeis cadeias de aminoácidos nas proteínas rapidamente se desfazem. Sentindo-se “um pouco aterrorizada”, Schweitzer não quis contar a ninguém, muito menos a Horner, o que ela tinha visto no âmbito.
Confiou a uma colega estudante de pós-graduação, que espalhou a notícia. Horner pegou o vento e chamou Schweitzer. “Eles estão no lugar certo para serem glóbulos vermelhos”, ela lembra-se de lhe dizer. “Mas eles não podem ser glóbulos vermelhos. Todos sabemos isso.”
Horner olhou para o slide ele próprio durante 5 a 10 minutos. “Prova-me que não são”, disse ele.”
Schweitzer diz que este momento foi um ponto de viragem na vida dela. “Foi a segunda coisa mais impactante que alguém já me disse”, diz ela. (A primeira foi quando seu ex-marido chamou seu trabalho sobre dinossauros de “irrelevante”). “É assim que a ciência deve funcionar”. Você não pode provar que algo é verdade. Mas você pode refutá-la. Desde então, tenho tentado refutá-lo. Ainda não o fiz.”
Para perseguir o chumbo das células sanguíneas, o Horner sugeriu que o Schweitzer fizesse o doutoramento com ele. Ela ganhou o doutoramento em 1995, uns dias antes dos seus 40 anos. E ela começou a publicar artigos com Horner e outros, apresentando evidências de que aqueles glóbulos vermelhos aparentes eram o sinal visível de resíduos orgânicos escondidos em fósseis de dinossauros.
Em seu primeiro artigo, publicado no Journal of Vertebrate Paleontology em 1997, Schweitzer, Horner e colegas relataram que a espectroscopia e análises químicas de extratos de um T. rex femur sugeriam proteínas preservadas, incluindo uma forma de colágeno abundante em ossos de animais modernos.
Em 2005, Schweitzer, Horner, e dois colegas tentaram outra técnica. Eles dissolveram os minerais em uma amostra fóssil de T. rex; o que restou, relataram na Science, foram estruturas que pareciam vasos sanguíneos milimetricamente longos que flexionavam e se esticavam como tecido real quando puxados por pequenas pinças. Horner, agora do Museu Burke em Seattle, Washington, credita Schweitzer pela idéia de desmineralizar o fóssil, uma prática rara em paleontologia, mas comum para biólogos que estudam os ossos modernos. “A noção preconcebida não podia permanecer”, diz ele.
A afirmação mais explosiva de Schweitzer veio dois anos depois em dois trabalhos em Science. Em amostras do seu T. rex de 68 milhões de anos, Schweitzer e colegas detectaram microestruturas comumente vistas no colágeno moderno, como faixas periódicas a cada 65 nanômetros, que refletem como as fibras se reúnem. Em outra linha de evidência, a equipe descobriu que anticorpos anticolágenos ligados a essas supostas fibras. Finalmente, eles analisaram essas mesmas regiões com o especialista em espectrometria de massa da Universidade de Harvard John Asara, que obteve o peso de seis fragmentos de colágeno, e assim trabalharam suas sequências de aminoácidos. As sequências assemelhavam-se às das aves de hoje, suportando a riqueza de evidências fósseis de que as aves descendem de dinossauros extintos.
Outros desafiaram as descobertas, sugerindo que as estruturas vistas sob o escopo podem ser biofilmes bacterianos, e que os resultados da espectrometria de massa podem refletir a contaminação com colágeno moderno das aves.
Mas a equipe de Schweitzer continuou. Em 2009, ela, Asara e colegas relataram em Science que tinham fragmentos isolados de proteínas de um segundo dinossauro, um hadrosaur de 80 milhões de anos. O laboratório de Asara identificou oito fragmentos de colágeno. Desta vez Schweitzer enviou amostras de extrato fóssil para um laboratório independente, que também detectou três dos fragmentos de colágeno.
Collectivamente, as sequências mostraram que o suposto colágeno de hadrosaur estava mais intimamente relacionado ao T. rex e às aves do que aos répteis modernos. “Isto prova que o primeiro estudo não foi uma maravilha de um só êxito”, disse Asara na época. Dois laboratórios também detectaram as proteínas laminina e elastina com testes de anticorpos, embora a espectrometria de massa tenha falhado em obter sequências para estas proteínas.
Em 2007, a equipa de Schweitzer escavou um hadrosaur de 80 milhões de anos em Montana. Mais tarde, eles relataram assinaturas fracas de fragmentos de proteína preservada, mas nenhum grupo independente conseguiu replicar esses achados.
MARY SCHWEITZER
No segundo dia da caça aos fósseis, Schweitzer e seus colegas começam devagar enquanto o Chevy é rebocado e fixado. Finalmente, eles estão de volta ao campo, espalhados pelos afloramentos de Hell Creek. Há sessenta e seis milhões de anos, T. rex e Triceratops percorriam uma paisagem quente e úmida aqui, atravessando um delta de rio serpenteante. Agora, o solo está ressequido e exposto, para que os paleontólogos possam ver os ossos a espreitar nas encostas erodidas.
Schweitzer escaneia o solo enquanto caminha, explicando que fósseis previamente recolhidos são provavelmente contaminados com proteínas modernas de tudo, desde bactérias a pessoas. Se ela encontrar um novo esqueleto, ela deixará uma parte dele encapsulado no material circundante para manter os contaminantes modernos fora, e evitará aplicar as colas orgânicas frequentemente usadas para manter os fósseis frágeis juntos.
Mas após 8 horas de caça aos fósseis, a equipe detecta apenas alguns fragmentos de ossos perdidos. “Hoje não há T. rex”, diz Schweitzer.
Ela precisa de mais fósseis para silenciar uma batida contínua de crítica. Além de levantar o espectro da contaminação, Buckley e outros argumentaram que os anticorpos muitas vezes se ligam de forma não específica e produzem resultados falso-positivos. Os críticos também observaram que uma das seis sequências de aminoácidos relatadas no artigo de 2007 foi mal atribuída e provavelmente está incorrecta. Asara mais tarde concordou e retraiu essa sequência específica.
“Isso é preocupante”, diz Maria McNamara, uma paleontóloga da University College Cork, na Irlanda. “Se você vai fazer reivindicações de preservação, você realmente precisa ter argumentos apertados”. Neste ponto, não creio que estejamos bem lá”
Buckley e colegas também mergulharam mais profundamente nos proteomas dos avestruzes e jacarés, como relataram em 31 de Maio no Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. Eles descobriram que uma sequência de proteínas nos dados de Schweitzer relatados como sendo exclusivos dos dinossauros corresponde na verdade a uma sequência de avestruzes modernas. Então a suposta proteína de dinossauro pode ser um contaminante de amostras modernas, diz Buckley. “Você não pode descartar isso.”
Collins acrescenta que as amostras de Schweitzer não mostram a degradação esperada em certos aminoácidos após tantos milhões de anos; seu trabalho sugere que as proteínas poderiam sobreviver a um milhão de anos no máximo.
Os resultados de Schweitzer também o deixam cético. Ele procura por orgânicos em fósseis de dinossauros usando o calor para quebrar as moléculas em componentes voláteis e correndo-as através de um espectrômetro de massa. Ele detectou sinais de moléculas orgânicas relativamente estáveis, como o colesterol e a melanina pigmentar, mas ele nunca viu os blocos de construção do conto de proteínas.
Schweitzer e sua equipe têm ripostes detalhados para todas estas críticas. A especialista em pós-doutoramento e espectrometria de massa do estado NC, Elena Schroeter, observa que o colágeno visto em suas amostras de dinossauros carece, na maioria das vezes, dos aminoácidos que o Collins rastreou. Onde esses aminoácidos em particular estão presentes, muitos estão realmente degradados.
Como crítica de Vinther, Schweitzer diz que seu método não é adequado para encontrar vestígios de proteínas, então não surpreende que ele não pudesse replicar os resultados da equipe dela. “Eles não seguem as nossas técnicas e depois criticam-nos quando não obtêm os mesmos resultados”, diz ela.
Ela acrescenta que a sua equipa está a encontrar mais do que colagénio: Recuperou sequências de oito proteínas isoladas do que parecem ser vasos sanguíneos, todas elas combinando com proteínas comuns como actina, tubulina e hemoglobina. É difícil imaginar que todas derivam da contaminação, diz Schroeter. “Em que ponto a contaminação se torna tão improvável que não seja uma explicação parcimoniosa?” pergunta ela.
Em janeiro, a equipe de Schweitzer relatou no Journal of Proteome Research (JPR) que tinha refeito sua análise de 2009 para responder aos críticos, analisando novos pedaços de osso do hadrosaur e refazendo seus procedimentos laboratoriais para evitar a contaminação. “Deixamos um metro cheio de sedimento ao redor do fóssil, não usamos colas ou conservantes e só expusemos o osso em um ambiente asséptico. o espectrômetro de massa foi limpo de contaminantes antes de analisar a amostra”, diz Schweitzer. A equipe identificou oito fragmentos de proteína, dois dos quais eram idênticos aos encontrados anteriormente.
Na época, Enrico Cappellini, especialista em paleoproteômica do Museu de História Natural da Dinamarca, da Universidade de Copenhague, chamou o papel de “um marco”. “A metodologia e os procedimentos … tudo foi feito a níveis de vanguarda.” A evidência das sequências de proteínas parece real, disse ele. “As implicações são grandes.”
Após o artigo do JPR, alguns dizem estar perplexos com o cepticismo persistente. “Não percebo”, diz Johan Lindgren, um dinossauro paleontólogo da Universidade de Lund na Suécia, que recentemente começou a colaborar com Schweitzer. “Parece que há um padrão duplo”, com alguns pesquisadores ignorando as múltiplas linhas de evidência de Schweitzer enquanto fazem suas próprias afirmações ousadas com menos apoio. “Ela é extremamente cuidadosa para não exagerar o que ela está fazendo”
Theodor concorda. “Acho que os fatores culturais jogam a favor”, diz ela, observando que poucas mulheres ocupam cargos seniores na paleontologia de dinossauros. “Não estou a dizer que as críticas estão fora da base, mas são mais vitriólicas do que ela merece.” Ela diz que Schweitzer deveria receber enorme crédito por pressionar os pesquisadores a repensar suas suposições. “Mesmo que ela se revele errada em algum detalhe, ela estimulou uma enorme quantidade de trabalho”
Back in the Montana rangeland, a voz de Schweitzer soa pesada enquanto ela discute seus críticos, como se ela tivesse acumulado tecido cicatrizado a partir desses encontros. “É um pouco tirado de mim”, diz ela. “Talvez eu não tenha sido feito para essa parte.” As batalhas também têm prejudicado o seu financiamento; a sua bolsa da Fundação Nacional de Ciência acaba no Outono. “Eu me preocupo constantemente em manter o laboratório funcionando”, diz ela.
Mas enquanto ela caminha sobre um pedaço árido de Hell Creek, ela se anima novamente com a perspectiva da descoberta. “É viciante”, diz ela, escaneando o solo em busca de osso antigo. Graças a um doador privado, ela tem dinheiro por mais um ano e meio. E Capellini concordou em analisar amostras de dentes de dinossauro em paralelo com seu laboratório, o que poderia oferecer apoio independente para sua afirmação de que as proteínas podem sobreviver em tempo profundo.
Então Schweitzer continua, caminhando rapidamente através das terras ruins em busca de fósseis, pedaços de proteína, e, talvez um dia, aceitação. “Eu não sou muito de lutar”, diz ela. “Mas eu sou muito teimosa.”
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