科学家在一块恐龙化石内部发现了目前最清晰的血细胞存在迹象。这块化石属于一种体型中等的肉食性恐龙,其右腿骨骼形成于大约1.15亿年前的白垩纪,当时这种恐龙生活在现今的巴西区域。
研究团队在阿拉塔龙(Aratasaurus museunacionali)的骨骼中观察到大量微观结构,这些结构形态类似已转变为化石的红细胞。同时,他们还检测到与红细胞关键成分相关的化学信号:一种含铁的生物分子——血红素。血红素与血红蛋白相关联,而血红蛋白是赋予血液红色的蛋白质。
这些血细胞和血红素的证据源自阿拉塔龙骨骼内部的血管通道。研究人员推测,这只恐龙死亡时可能处于幼年或青年期,年龄约为4岁。作为一种双足行走的恐龙,其体长大约为3.1米。
该研究负责人、澳大利亚珀斯科廷大学的有机地球化学与同位素地球化学家克利蒂·格赖斯(Kliti Grice)指出:“我们并没有找到一管恐龙血液。我们所发现的是古代生物遗留下的矿物质和分子层面的痕迹,这在科学上具有更大的研究价值。”
格赖斯补充道:“对我来说,最令人惊讶的是,在经历了如此漫长的地质时间后,我们仍然能同时观察到这些结构,以及能证明其生物学来源的化学证据。”
红细胞由骨髓持续生成,其功能是将氧气从肺部输送到全身组织,并协助组织将产生的二氧化碳运回肺部,最终通过呼吸排出体外。
与坚硬的骨骼和牙齿不同,肌肉、羽毛等软组织很少能在化石中保存下来。而血液等体液中的细胞,在化石中更是极为罕见。
格赖斯表示:“骨骼和牙齿能提供大量关于生物解剖结构、生长过程和进化的信息。分子和细胞层面的证据,则有望进一步丰富我们对古代生物的认识。”
不过,格赖斯强调,这项研究并未发现恐龙DNA,并提醒外界不要将此次发现视为完整恐龙遗传物质得以保存的证据。
她说:“DNA等大型、富含遗传信息的生物分子,其保存特性与小分子及经过化学转化的分子残留物完全不同。细胞状结构和血红素相关化学信号得以保存,并不意味着细胞中原本存在的DNA也留存了下来。”
持续探索分子保存的极限
研究人员还在阿拉塔龙骨骼中检测到与胶原蛋白相关的氨基酸。但格赖斯指出,这并不意味着科学家已成功提取出完整的古代蛋白质或遗传信息。胶原蛋白是一种含量丰富的结构蛋白,可理解为支撑和连接人体组织的“骨架”。
格赖斯表示:“这项研究促使我们继续探索分子保存能力的极限,而不是简单地认为,所有生物学信息都会在经过某个时间跨度后彻底消失。”
此前,科学家报告发现的最古老DNA来自格陵兰岛沉积物中的动物、植物和微生物,其年代约为200万年前。
据该研究共同作者、巴西国家博物馆古生物学家亚历山大·凯尔纳(Alexander Kellner)介绍,这块阿拉塔龙化石是在巴西东北部塞阿拉州的一座石膏矿中出土的,包含部分右侧股骨、胫骨和足部骨骼。
格赖斯最后表示:“我们认为,这项研究的独特之处在于多项证据相互印证,且证据链十分有力:恐龙骨骼内部原位保存着大量类似红细胞的结构,这些结构已经矿化,位于骨骼的血管系统中,同时还存在与血红素有关的原位化学证据。据我们所知,此前还没有人在恐龙化石中以这种方式展示过如此完整的一组证据。”
这项研究于周一发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS)上。
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