恐龙DNA或许仍遥不可及，但科学家们正在揭示几乎同样令人兴奋的发现——隐藏在骨骼化石内部的古老血管。在一具昵称为“Scotty”的巨型霸王龙体内，研究人员在一根肋骨中发现了一套保存完好的血管网络，该肋骨曾在6600万年前发生骨折并开始愈合。利用粒子加速器产生的强大同步辐射X射线，他们得以在不破坏致密化石的情况下透视其内部，揭示了愈合过程留下的复杂且富含铁的结构。
我们对恐龙的了解大多来自骨骼和牙齿化石。这些坚硬的遗骸保存状况良好，但它们对于了解这些动物的实际生活方式提供的见解有限。
另一方面，软组织能揭示更多信息。这些罕见的化石材料包括肌肉和韧带、色素甚至皮肤（如鳞片或羽毛）。它们提供了关于外观、运动和行为的重要线索。
有时保存在骨骼内部的另一种软组织是血管。我和我的研究小组在一块霸王龙（Tyrannosaurus rex）化石中识别出了保存下来的血管，我们的发现最近发表在《科学报告》（Scientific Reports）上。
始于物理学的发现
作为里贾纳大学（University of Regina）的一名物理专业本科生，我加入了一个利用粒子加速器研究化石的研究小组。在那段时间里，我使用先进的3D成像技术检查了一块霸王龙骨骼，并注意到了看起来像是血管的结构。
近六年后的今天，我正在攻读博士学位，继续应用基于物理学的方法来改进化石分析方式。
有史以来发现的最大霸王龙
这些保存下来的血管来自一个被称为“Scotty”的非同寻常的标本。Scotty收藏于加拿大的皇家萨斯喀彻温博物馆（Royal Saskatchewan Museum），是迄今为止发现的最大霸王龙，也是最完整的标本之一。
证据表明，Scotty在大约6600万年前过着艰难的生活。它的许多骨骼显示出受伤的迹象，可能源于与其他恐龙的搏斗或疾病。一根肋骨格外引人注目，显示出一处仅部分愈合的大骨折。
当骨骼受损时，身体会增加受损区域的血管活动以支持愈合。我们在Scotty肋骨中观察到的结构似乎是该过程的一部分，形成了一个致密的矿化血管网络，我们利用3D模型对其进行了重建。
先进成像技术揭示隐藏结构
研究化石骨骼内部面临两大挑战。首先，研究人员需要在不损坏标本的情况下观察其内部。其次，化石骨骼非常致密，因为数百万年来矿物质已经取代了原本的有机物质。
我们最初考虑使用计算机断层扫描（CT），类似于医学上使用的扫描。虽然这种方法是无损的，但标准的CT扫描仪无法穿透大型化石的致密结构。
取而代之的是，我们求助于同步辐射光，这是一种在专门的粒子加速器设施中产生的强效高强度X射线。这项技术使我们能够以惊人的清晰度可视化诸如血管等微小的内部特征。
同步辐射成像还使得分析这些结构的化学成分成为可能。这些血管以富含铁的矿化铸模形式保存下来，这是一种常见的化石形成过程。有趣的是，它们出现在两个不同的层中，反映了促成其保存的复杂环境历史。
血管揭示的恐龙生活
Scotty肋骨上部分愈合的骨折为研究霸王龙如何从伤病中恢复提供了难得的机会。通过检查保存下来的血管，研究人员可以深入了解大型食肉恐龙的愈合过程和生存策略。
这项工作也可能为其他恐龙物种以及与现代动物（如鸟类，它们与恐龙亲缘关系很近）进行比较提供基础。
这些发现也可能指导未来的化石发现。显示出受伤或疾病迹象的骨骼可能更有可能保存血管或其他软组织，这有助于科学家锁定有研究前景的标本。
通过结合物理学、古生物学和先进成像技术，研究人员正开始揭示那些曾经被认为无法研究的恐龙生物学细节。