研究人员在许多恐龙物种的脸颊区域发现了以前未被发现的软组织结构的证据,他们称之为“外泌体”。这一发现加深了我们对恐龙解剖学的理解,并突显了目前重建无法很好地保存的恐龙解剖部分的方法的局限性。
由于肌肉和组织会随着时间的推移而退化,恐龙身上很少有像这样的软解剖学例子,生物科学系硕士生、《解剖学杂志》上发表的描述胞外体的研究的第一作者亨利·夏普说。
尽管骨骼可以被挖掘出来并重新组装成半完整的骨骼,但“很长一段时间以来,没有人真正有办法弄清楚恐龙可能有什么肌肉和组织,”夏普解释道,他作为一名自称“古艺术学家”的人,第一手解决了这个问题,他的作品集包括为研究论文提供逼真的恐龙渲染图。
随着“现存系统发育支架”的创建,这种情况在20世纪90年代发生了变化,这种方法利用恐龙最接近的现代亲属——鳄鱼和鸟类——来深入了解恐龙的组织和肌肉。
夏普指出,这种方法只有一个问题,“你在恐龙身上重建的每一块肌肉都只会是鳄鱼或鸟类的肌肉。如果恐龙有自己的肌肉,而这些肌肉要么在导致鸟类的恐龙身上不存在,要么鸟类失去或适应了其他东西,那该怎么办?”
夏普在检查一只名叫加里的埃德蒙顿龙的头骨时,脑海中闪过了这个问题。脸颊附近的骨头上有一个奇怪的凸缘结构,引起了他的注意。当他开始研究它可能是什么时,他找不到任何答案。
“头骨上有这些巨大的波纹状部分。如果我们观察哺乳动物的头骨,我们会说那是脸颊肌肉。但爬行动物不应该有脸颊肌肉,”他说。“这让我们思考:如果这里有什么东西与目前认为的恐龙肌肉模型相反呢?”
为了更好地理解这一恐龙解剖结构,夏普和他的合作者开始检查其他恐龙物种头骨的相同区域,并发现了全面相同结构的证据。
“它总是在同一个地方,对我们来说,这很好地表明这是一块肌肉或一条韧带。”
为了证实他们的假设,即这块骨头以前是某种软组织结构的部位,研究人员切下了恐龙骨头的薄片。正如夏普所解释的那样,肌肉或韧带等软组织是通过胶原纤维锚定在骨骼上的。
“它有助于将肌肉或韧带锚定在骨骼中,防止其从骨骼中脱离并导致动物受伤。”
在软组织腐烂后,剩下的只有骨骼,这些胶原纤维的碎片仍然存在,当通过偏振光照射薄骨片时可以对其进行分析。
夏普说:“看起来有人把骨头从表面正下方拿出来,用X-Acto刀划伤了它。”。
研究人员还使用了一种名为THLEEP的技术,从颧骨和下颌的多个角度观察骨切片,检查纤维的3D方向。正如Sharpe所解释的那样,这是因为“这些胶原纤维不会以任何奇怪的角度插入;它们会遵循肌肉插入的角度。”
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在研究人员观察的每一种恐龙物种中,胶原纤维都表明脸颊和下颌之间存在联系,证实了软组织结构类似于脸颊肌肉或韧带。
不同恐龙物种之间的附着大小和角度存在差异,夏普说,这表明这种新的软组织被用于一些特殊的东西,比如稳定下巴或帮助恐龙消耗食物。
“我们并不确切知道它的用途,但我们知道,很明显,这些恐龙的咀嚼方式不同很重要,因为它们正在以不同的方式对其进行修改。”
夏普说,这一发现也突显了除了将恐龙化石与现代亲属进行比较外,还需要更全面、更准确地了解已灭绝生物的解剖结构。
“恐龙有很多多样性,我们只是缺少了,因为我们试图只从现在的角度解释过去。”
夏普和他的合作者将他们拍摄的骨骼切片的所有幻灯片和图像提供给其他研究人员,并概述和解释了他们在研究中使用的技术,设想其他科学家可能会继续探索更多物种的系外体。
“我们希望我们的研究是一个警示故事,告诉我们可以假设多少,我们必须深入挖掘和验证我们的假设,或者在假设不正确时对其提出质疑。”
Provided by University of Alberta
2025-05-28
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