科学家称发现1.15亿年前的恐龙红细胞
科学家称发现1.15亿年前的恐龙红细胞
血细胞并不容易形成化石。大多数血细胞在死亡后不久便会分解，这使得找到令人信服的、非常古老的血液痕迹非常困难。然而，澳大利亚科廷大学的研究团队11月2日在美国《国家科学院院刊》发表论文称，凭借多条证据，他们在巴西一只1.15亿年前的恐龙遗骸中发现了最古老的红细胞化石。
研究人员认为，当这只恐龙死亡并倒在如今巴西北部地区的泥沼中时，覆盖其身体的微生物席独特的化学成分保存了单个红细胞。图片来源：Victor O. Leshyk
对于这项研究，一些专家持怀疑态度。爱尔兰科克大学的古生物学家Maria McNamara说：“我会非常谨慎，不会必然把这些解释为红细胞。” 几十年来，研究人员一直试图在化石中找到恐龙血液的确凿证据。“发现并鉴定恐龙血细胞，有助于古生物学家进一步了解它们如何适应环境。”未参与这项研究的美国北卡罗来纳州立大学的古生物学家Mary Schweitzer说。她曾于2005年声称在霸王龙骨骼中发现血管和类似红细胞的结构。此前至少有14项研究试图描述在恐龙及其他非常古老的化石中发现的红细胞。但这些说法必须排除污染和相似物，而此前这些研究均未广泛说服该领域的其他专家。
这项新研究由科廷大学的有机地球化学家Kliti Grice领导，研究对象是巴西恐龙“阿拉塔龙”的骨骼化石。研究人员估计，这只恐龙体长约3米、重约34公斤，死亡后遗体沉入水底，微生物生长并将其掩埋，从而保存了下来。
20年来，巴西国家博物馆馆长、古生物学家Alexander Kellner一直在寻找一位能够研究化石微观结构和生物分子的合作伙伴。去年，Grice接受了这一挑战。 在显微镜下，研究人员在这只恐龙的骨骼中发现化石细胞的迹象：这些结构呈圆形，中心凹陷，每个细胞平均长23微米、宽20微米，嵌在曾经让血管穿过骨骼的通道中。 下一步则是寻找化学线索，以证明这些结构确实含有血细胞，而不仅仅是形似血细胞的矿物质。在他们进行的近30项试验中，有一项是将骨样本研磨成粉后用激光照射，从样本散射回来的光显示出血红素的存在。血红素是一种环状化合物，其中的铁元素有助于红细胞运输氧气。研究人员还发现了大量降解形式的血红素。Grice说，这很好地验证了血红素的古老来源，因为随着化石腐烂并矿化，血红素本应会降解。 Grice最担心的问题是污染。包裹骨骼的微生物席富含叶绿素，而叶绿素是一种在化学上与血红素相似的分子。因此，团队将这两种材料进行了并列比较。在微生物席中，与叶绿素相关的分子数量是血红素的300多倍。而在骨骼中，这一比例则相反，与血红素相关的分子占主导地位。Grice及其同事还寻找了其他可能类似细胞的物质，如黄铁矿、真菌化石和各种矿物颗粒，但一无所获。通过X射线和电子显微镜，他们证实这些类细胞结构与一种锰氧化物有关。研究人员认为，这种锰氧化物有助于这些结构在漫长岁月中得以保存。 McNamara希望团队在得出这些结构是远古恐龙红细胞的结论之前，能进行更多检测，以彻底排除其他来源的血红素或类似化学物质。“我认为这是该研究尚未充分考虑到的一点。”
Schweitzer也持怀疑态度。她指出，阿拉塔龙的“细胞”比鸟类和鳄鱼的红细胞更长、更宽，而鸟类和鳄鱼是非鸟恐龙现存最近的亲属。此外，鸟类和鳄鱼的红细胞都含有细胞核，而这些恐龙细胞结构没有显示出细胞核的迹象。“我不认为这些是红细胞。” 未参与这项研究的美国菲尔德博物馆的古生物学家Evan Saitta虽然相信化石中确实存在血红素，但他表示，这些圆形结构可能只是锰氧化物团块，并非真正的血细胞。
Grice坚信其团队的研究结果。“这些结构的形状、位置和化学成分都支持它们是矿化的恐龙红细胞，我相信我们找到了最古老的、含有血红素衍生分子的矿化恐龙血细胞。” McNamara说，在实验室中尝试重现化石形成过程，将提供最终证据。“目前还没有人通过实验证明这一点，如果有人能证明，我就会信服。”
相关论文信息： https://doi.org/10.1073/pnas.2614248123