Soigneusement vêtue d'un pantacourt bleu et d'un haut sans manches, de longs cheveux coulant sur ses épaules nues, Mary Schweitzer est assise devant un microscope dans un laboratoire sombre, son visage n'étant éclairé que par un écran d'ordinateur brillant montrant un réseau de vaisseaux fins et ramifiés. C'est vrai, les vaisseaux sanguins. D'un dinosaure. "Ho-ho-ho, je suis excité-eeed, " elle rit. "Je suis vraiment très excité."
Contenu connexe
- Le scientifique derrière "le monde jurassique", Jack Horner, décompose la bande-annonce palpitante du film
- Le mors dangereux et mortel du Tyrannosaurus Rex
- Les descendants vivants des dinosaures
Après 68 millions d'années dans le sol, un Tyrannosaurus rex trouvé dans le Montana a été déterré, son os de jambe a été brisé en morceaux et des fragments ont été dissous dans un acide dans le laboratoire de Schweitzer de la North Carolina State University à Raleigh. «Des haricots frais», dit-elle en regardant l'image sur l'écran.
L'année dernière, Schweitzer a annoncé qu'elle avait découvert des vaisseaux sanguins et des structures ressemblant à des cellules entières à l'intérieur de l'os de T. rex - la première observation de ce genre. Cette découverte a surpris les collègues, qui n’avaient jamais imaginé que même une trace de tissu de dinosaure encore mou puisse survivre. Après tout, comme tous les manuels vous le diront, lorsqu'un animal meurt, les tissus mous tels que les vaisseaux sanguins, les muscles et la peau se décomposent et disparaissent avec le temps, tandis que les tissus durs tels que les os peuvent progressivement acquérir des minéraux de l'environnement et devenir des fossiles. Schweitzer, l'un des premiers scientifiques à utiliser les outils de la biologie cellulaire moderne pour étudier les dinosaures, a renversé les idées reçues en montrant que des fossiles dures comme le roc, datant de dizaines de millions d'années, peuvent avoir des restes de tissus mous cachés dans leur intérieur. «La raison pour laquelle cela n'a pas été découvert auparavant, c'est qu'aucun paléontologue bien pensant ne ferait ce que Mary a fait avec ses spécimens. Nous ne faisons pas tous ces efforts pour extraire ces substances du sol pour les détruire à l'acide », a déclaré le paléontologue spécialiste des dinosaures, Thomas Holtz Jr., de l'Université du Maryland. «C'est une grande science.» Les observations pourraient apporter un éclairage nouveau sur l'évolution des dinosaures et le fonctionnement de leurs muscles et de leurs vaisseaux sanguins. Et les nouvelles découvertes pourraient aider à résoudre un long débat sur la question de savoir si les dinosaures étaient chaud-sang, froid-sang, ou les deux.
Pendant ce temps, les recherches de Schweitzer ont été détournées par les créationnistes de la "Terre jeune", qui insistent sur le fait que les tissus mous des dinosaures ne pourraient pas survivre des millions d'années. Ils prétendent que ses découvertes étayent leur conviction, basée sur leur interprétation de la Genèse, selon laquelle la Terre n’a que quelques milliers d’années. Bien sûr, il n'est pas rare qu'un paléontologue diffère des créationnistes. Mais lorsque les créationnistes déforment les données de Schweitzer, elle les prend personnellement: elle se décrit comme «un chrétien complet et total». Sur une étagère de son bureau se trouve une plaque portant un verset de l'Ancien Testament: «Je connais les plans que j'ai pour vous, "Déclare le Seigneur, " projette de te prospérer et de ne pas te nuire, projette de te donner de l'espoir et un avenir. "
Il se peut que l’approche peu orthodoxe de Schweitzer en matière de paléontologie soit reliée à son parcours giratoire. Ayant grandi à Helena, dans le Montana, elle a traversé une période où, comme beaucoup d'enfants, elle était fascinée par les dinosaures. En fait, à 5 ans, elle annonça qu'elle allait devenir paléontologue. Mais elle a d'abord obtenu un diplôme universitaire en troubles de la communication, s'est mariée, a eu trois enfants et a brièvement enseigné la biologie corrective à des lycéens. En 1989, une douzaine d’années après son diplôme universitaire, elle a suivi un cours à la Montana State University, enseigné par le paléontologue Jack Horner, du Museum of the Rockies, qui est maintenant une filiale de la Smithsonian Institution. Les conférences ont ravivé sa passion pour les dinosaures. Peu de temps après, elle a obtenu un poste de bénévole dans le laboratoire de Horner et a entrepris un doctorat en paléontologie.
Elle a d'abord pensé qu'elle étudierait les différences entre la structure microscopique des os de dinosaures en fonction du poids de l'animal. Mais ensuite est venu l'incident avec les taches rouges.
En 1991, Schweitzer essayait d'étudier de fines tranches d'os d'un T. rex âgé de 65 millions d'années. Elle avait du mal à faire coller les tranches sur une lame de verre. Elle a donc demandé l'aide d'un biologiste moléculaire de l'université. La biologiste Gayle Callis a amené les diapositives à une conférence vétérinaire où elle a installé les échantillons antiques à l'intention des autres. Un des vétérinaires est allé vers Callis et a dit: «Savez-vous que cet os contient des globules rouges?» Effectivement, sous un microscope, il est apparu que l'os était rempli de disques rouges. Plus tard, Schweitzer se souvient: «J'ai regardé ceci et j'ai regardé ça et je me suis dit que ça ne pouvait pas être. Les globules rouges ne se conservent pas.
Schweitzer a montré la diapositive à Horner. «Quand elle a découvert les structures ressemblant à des globules rouges, j'ai dit: oui, c'est à quoi elles ressemblent», se souvient son mentor. Il pensait qu'il était possible qu'il s'agisse de globules rouges, mais il lui donna un conseil: «Maintenant, voyons si tu peux trouver des preuves montrant que ce n'est pas ce qu'ils sont."
Ce qu’elle a découvert à la place, c’est la présence de hème dans les os - un soutien supplémentaire à l’idée qu’ils étaient des globules rouges. L'hème fait partie de l'hémoglobine, la protéine qui transporte l'oxygène dans le sang et donne leur couleur aux globules rouges. «Cela m'a rendu vraiment curieux quant à la conservation exceptionnelle», dit-elle. Si des particules de ce dinosaure pouvaient rester pendant 65 millions d'années, les manuels scolaires étaient peut-être faux en ce qui concerne la fossilisation.
Schweitzer a tendance à être auto-dévalorisant, prétendant être désespéré face aux ordinateurs, au travail en laboratoire et parler à des inconnus. Mais ses collègues l'admirent, affirmant qu'elle est déterminée et travailleuse et qu'elle maîtrise un certain nombre de techniques de laboratoire complexes qui dépassent les compétences de la plupart des paléontologues. Et poser des questions inhabituelles prenait beaucoup de courage. «Si vous la dirigez dans une direction et dites: N'y allez pas, c'est le genre de personne qui va dire: Pourquoi? Et elle va le tester elle-même», déclare Gregory Erickson, paléobiologiste à la Florida State University. . Schweitzer prend des risques, dit Karen Chin, une paléontologue de l'Université du Colorado. "Cela pourrait être un grand bénéfice ou ce pourrait être simplement une sorte de projet de recherche humble."
En 2000, Bob Harmon, chef d’équipe sur le terrain du Museum of the Rockies, déjeunait dans un canyon isolé du Montana quand il leva les yeux et vit un os sortir du mur de roche. Cet os s'est avéré faire partie de ce qui pourrait être le T. rex le mieux préservé au monde. Au cours des trois étés suivants, les ouvriers ont ébranlé le dinosaure, le retirant progressivement de la falaise. Ils l'ont appelé B. Rex en l'honneur d'Harmon et l'ont surnommé Bob. En 2001, ils ont recouvert d'une partie du dinosaure et de la terre environnante de plâtre pour le protéger. Le colis pesait plus de 2 000 livres, soit un peu plus que la capacité de leur hélicoptère. Ils l'ont donc divisé en deux. L'un des os de la jambe de B. rex a été brisé en deux gros morceaux et plusieurs fragments - exactement ce dont Schweitzer avait besoin pour ses explorations à petite échelle.
Il s'est avéré que Bob avait été mal nommé. «C'est une fille et elle est enceinte», se souvient Schweitzer en disant avoir dit à son technicien de laboratoire quand elle avait regardé les fragments. À la surface interne creuse du fémur, Schweitzer avait trouvé des fragments d'os qui fournissaient une quantité surprenante d'informations sur le dinosaure qui les avait fabriqués. Les os peuvent sembler aussi stables que de la pierre, mais ils sont en réalité en constante évolution. Les femmes enceintes utilisent le calcium de leurs os pour construire le squelette d'un fœtus en développement. Avant que les femelles ne pondent, leurs œufs forment une structure riche en calcium, appelée os médullaire, située à l'intérieur de la jambe et d'autres os. ils en tirent pendant la saison de reproduction pour fabriquer des coquilles d'œufs. Schweitzer avait étudié les oiseaux, alors elle connaissait l'os médullaire, et c'est ce qu'elle a pensé voir dans ce spécimen de T. rex.
La plupart des paléontologues s'accordent désormais pour dire que les oiseaux sont les plus proches parents vivants des dinosaures. En fait, ils disent que les oiseaux sont des dinosaures - de petits dinosaures à plumes colorés, incroyablement diversifiés. Le théropode des forêts du Jurassique vit toujours dans le chardonneret, visitant les mangeoires de jardin, les toucans des tropiques et les autruches qui dominent la savane africaine.
Pour comprendre son os de dinosaure, Schweitzer s'est tournée vers deux des oiseaux les plus primitifs encore vivants: les autruches et les émeus. À l'été 2004, elle a demandé à plusieurs éleveurs d'autruches des os de femmes. Un fermier a appelé, des mois plus tard. "Vous avez encore besoin de cette femme autruche?" L'oiseau mort était dans le seau de la pelle rétro du fermier depuis plusieurs jours sous la chaleur de Caroline du Nord. Schweitzer et deux collègues ont ramassé une jambe de la carcasse parfumée et l'ont ramenée à Raleigh.
Schweitzer avait raison: Bob le dinosaure avait réellement une réserve d'os médullaire à sa mort. Un article publié dans Science en juin dernier présente des images au microscope d'os médullaire d'autruche et d'émeu côte à côte avec un os de dinosaure, montrant des caractéristiques presque identiques.
Au cours du test d'un fragment d'os de B. rex, Schweitzer a demandé à sa technicienne de laboratoire, Jennifer Wittmeyer, de le mettre dans un acide faible, qui dissout lentement les os, y compris les os fossilisés, mais pas les tissus mous. Un vendredi soir de janvier 2004, Wittmeyer était au laboratoire, comme d’habitude. Elle a sorti une puce fossile qui était dans l'acide pendant trois jours et l'a mise au microscope pour prendre une photo. «[La puce] était tellement incurvée que je ne pouvais pas la mettre au point», se souvient Wittmeyer. Elle a utilisé des forceps pour l'aplatir. «Ma pince s'est enfoncée dedans, a fait une petite empreinte et s'est recourbée. J'étais comme, arrête! »Finalement, à travers son irritation, elle réalisa ce qu'elle avait: un fragment de tissu mou de dinosaure laissé derrière lorsque l'os minéral autour de lui s'était dissous. Soudainement, Schweitzer et Wittmeyer avaient affaire à quelque chose que personne n'avait jamais vu auparavant. Wittmeyer a déclaré que c'était comme Noël tous les jours pendant quelques semaines.
Au laboratoire, Wittmeyer sort maintenant un plat avec six compartiments, chacun contenant un petit morceau de tissu brun dans un liquide transparent, et le place sous l'objectif du microscope. À l'intérieur de chaque spécimen se trouve un fin réseau de vaisseaux ramifiés presque transparents - le tissu d'un Tyrannosaurus rex femelle qui a traversé les forêts il y a 68 millions d'années, se préparant à pondre des œufs. De près, les vaisseaux sanguins de cette T. rex et de ses cousins d’autruche se ressemblent remarquablement. Schweitzer appelle diplomatiquement dans l'article de la revue «des microstructures rondes» dans les vases des dinosaures, par grande prudence scientifique, mais ils sont rouges et ronds, et elle et d'autres scientifiques soupçonnent qu'il s'agit de globules rouges.
Bien sûr, ce que tout le monde veut savoir, c'est si de l'ADN pourrait se cacher dans ce tissu. Wittmeyer, fort d'une longue expérience de la presse depuis la découverte, appelle cela «la terrible question» - que le travail de Schweitzer ouvre la voie à une version réelle du Jurassic Park de science-fiction, où les dinosaures ont été régénérés à partir d'ADN préservé dans de l'ambre. Mais l'ADN, qui porte le script génétique d'un animal, est une molécule très fragile. C'est aussi ridiculement difficile à étudier car il est si facilement contaminé par du matériel biologique moderne, tel que des microbes ou des cellules de la peau, lorsqu'il est enterré ou après avoir été déterré. Au lieu de cela, Schweitzer a testé ses échantillons de tissus de dinosaures pour les protéines, qui sont un peu plus résistantes et plus faciles à distinguer des contaminants. En particulier, elle cherchait du collagène, de l'élastine et de l'hémoglobine. Le collagène constitue une grande partie de l’échafaudage osseux, l’élastine est enroulée autour des vaisseaux sanguins et l’hémoglobine transporte l’oxygène dans les globules rouges.
Étant donné que la composition chimique des protéines évolue au fil de l'évolution, les scientifiques peuvent étudier les séquences protéiques pour en savoir plus sur l'évolution du dinosaure. Et comme les protéines font tout le travail dans le corps, leur étude pourrait un jour aider les scientifiques à comprendre la physiologie des dinosaures - le fonctionnement de leurs muscles et de leurs vaisseaux sanguins, par exemple.
Les protéines sont beaucoup trop petites pour être détectées au microscope. Pour les rechercher, Schweitzer utilise des anticorps, des molécules du système immunitaire qui reconnaissent et se lient à des sections spécifiques de protéines. Schweitzer et Wittmeyer ont utilisé des anticorps anti-collagène de poulet, d'élastine de vache et d'hémoglobine d'autruche pour rechercher des molécules similaires dans le tissu du dinosaure. Lors d'une conférence sur la paléontologie en octobre 2005, Schweitzer a présenté des preuves préliminaires indiquant qu'elle avait détecté de véritables protéines de dinosaures dans ses spécimens.
D'autres découvertes de l'année dernière ont montré que la découverte de tissus mous chez B. rex n'était pas qu'un simple coup de chance. Schweitzer et Wittmeyer ont maintenant trouvé des vaisseaux sanguins, des cellules qui construisent les os et du tissu conjonctif dans un autre T. rex, dans un théropode argentin et dans un fossile de mammouth laineux vieux de 300 000 ans. Le travail de Schweitzer «nous montre que nous ne comprenons vraiment pas la pourriture», dit Holtz. "Il y a beaucoup de choses vraiment basiques dans la nature sur lesquelles les gens font des suppositions".
Les créationnistes de la Terre-jeune considèrent également le travail de Schweitzer comme révolutionnaire, mais d'une manière totalement différente. Ils se sont d'abord intéressés au travail de Schweitzer après avoir écrit un article pour le magazine scientifique populaire Earth en 1997 sur la présence possible de globules rouges dans ses spécimens de dinosaures. Le magazine Creation affirmait que les recherches de Schweitzer constituaient «un témoignage puissant contre l’idée même que les dinosaures vivaient il ya des millions d’années. Cela en dit long sur le récit biblique d'une création récente. ”
Cela rend Schweitzer fou. Les géologues ont établi que la formation Hell Creek, où a été retrouvé B. rex, a 68 millions d'années, de même que les os qui y sont enterrés. Elle est horrifiée que des chrétiens l'accusent de cacher le vrai sens de ses données. «Ils vous traitent vraiment mal», dit-elle. «Ils tordent vos mots et manipulent vos données». Pour elle, science et religion représentent deux manières différentes de regarder le monde; invoquer la main de Dieu pour expliquer des phénomènes naturels enfreint les règles de la science. Après tout, dit-elle, ce que Dieu demande, c'est une foi, pas une preuve. «Si vous avez toutes ces preuves et des preuves positives de l'existence de Dieu, vous n'avez pas besoin de foi. Je pense qu'il l'a conçu pour que nous ne puissions jamais prouver son existence. Et je pense que c'est vraiment cool.
Par définition, il y a beaucoup de choses que les scientifiques ne savent pas, parce que le but de la science est d'explorer l'inconnu. En précisant que les scientifiques n’ont pas tout expliqué, Schweitzer laisse place à d’autres explications. «Je pense qu'il est toujours sage de laisser certaines portes ouvertes», dit-elle.
L'intérêt de Schweitzer pour la conservation à long terme des molécules et des cellules a une dimension d'un autre monde: elle collabore avec des scientifiques de la NASA à la recherche de preuves d'une éventuelle vie passée sur Mars, Titan, la lune de Saturne, et d'autres corps célestes. (Les scientifiques ont annoncé ce printemps que, par exemple, la minuscule lune de Saturne, Enceladus, semble avoir de l’eau liquide, condition préalable à la vie.)
L'astrobiologie est l'une des branches les plus loufoques de la biologie. Elle traite dans la vie, qu'elle existe ou non, et qu'elle prenne ou non une forme reconnaissable. «Presque toutes les personnes qui travaillent sur des projets de la NASA sont simplement au paradis, travaillant sur des questions d’astrobiologie», déclare Schweitzer. Ses recherches à la NASA portent sur l'utilisation d'anticorps pour détecter des signes de vie dans des lieux inattendus. «Pour moi, c'est le moyen d'arriver à une fin. Je veux vraiment connaître mes dinosaures. "
À cette fin, Schweitzer, avec Wittmeyer, passe des heures devant des microscopes dans des salles obscures. Pour la quatrième génération de Montanan, même le quartier relativement décontracté de Raleigh est une grande ville. Elle se souvient avec nostalgie de la recherche de sites à cheval dans le Montana. "La paléontologie au microscope n'est pas si amusante", dit-elle. "Je préférerais de loin être dans les parages."
«Mes globes oculaires sont absolument frits», déclare Schweitzer après des heures passées à regarder à travers les oculaires du microscope des vaisseaux et des blobs rougeoyants. Vous pourriez appeler cela le prix qu'elle paie pour ne pas être typique.
