由科廷大学领衔的一支国际团队在Aratasaurus museunacionali（一种发现于巴西东北部的肉食性兽脚类恐龙）的遗骸中发现了化石化的红细胞以及血液分子的化学证据。这项发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的研究成果还包括与胶原蛋白相关的氨基酸，胶原蛋白是骨骼和其他结缔组织中的一种重要结构蛋白。
这一发现首次为恐龙化石红细胞内部存在源自血红蛋白的分子提供了明确的化学证实。早期研究曾在古老化石中识别出类似血液细胞的结构，但科学家此前未能确凿地证明其中存在这些特定的分子残留。
保存在化石骨骼中的远古恐龙血液
研究人员在检查这只恐龙的肢骨时，在血管通道（即曾经容纳血管的微小管道）内发现了大量矿化的红细胞。化学分析揭示了保存下来的血红素分子，它是血红蛋白的组成部分，而血红蛋白正是使红细胞能够运输氧气的蛋白质。
这些分子的发现为该化石含有远古血液残留提供了直接的化学证据。它还表明，一些曾被认为过于脆弱而无法在数百万年中存留的生物材料，在特殊条件下仍可被检测到。
该研究由约翰·科廷杰出教授克莉蒂·格里斯（Kliti Grice）领衔，她是科廷大学西澳有机与同位素地球化学中心的创始主任，同时也是澳大利亚研究理事会桂冠学者。
“在1.15亿年前的红细胞JianCe测到完整的血红素衍生分子，实在令人惊叹：这确实是一项里程碑式的发现，”格里斯教授说。
“它不仅拓展了血液的已知化石记录，还为我们提供了一扇直接通往早已灭绝动物生理机制的分子窗口，让我们能够更好地了解这些动物以及它们曾经生活的世界。”
恐龙血液如何存活1.15亿年
这种非凡的保存状态似乎与一种名为黑锰矿（hausmannite）的矿物有关。这种矿物帮助稳定了化石化的红细胞，并在漫长的地质岁月中保存了它们的分子成分（包括胶原蛋白的氨基酸）。
实际上，这种矿物形成了一个天然的时间胶囊，在恐龙死亡很久之后仍保护着其生物学的微观证据。
研究人员认为，恐龙埋藏时的周围环境同样至关重要。他们推测，这只动物在缺氧且微生物活动旺盛的环境中迅速被沉积物覆盖。这些条件可能有助于保存通常本会分解并消失的生物材料。
这项国际研究合作汇集了来自科廷大学地球与行星科学学院、日本海洋研究开发机构、巴西国家博物馆、卡里里地区大学以及约翰斯·霍普金斯大学的科学家。
挑战化石保存极限的发现
这些发现挑战了古生物学界长期以来的一个假设，即与血液相关的分子，尤其是那些源自血红蛋白的分子，不可能在如此漫长的时间跨度中保存下来。
除了证实远古血液成分的存留之外，这一发现还提出了另一种可能性：其他化石可能也包含常规检测所忽略的分子信息。
“这些发现挑战了某些生物分子（如血红蛋白）无法在深时中存留这一长期假设，”格里斯教授说。
“它为分子层面的古生物学开辟了激动人心的新途径，使我们能够研究古代动物血液、新陈代谢乃至活动水平的演化。”
这些信息最终可能帮助研究人员更好地理解已灭绝动物是如何生存运作的，包括那些仅凭骨骼难以重建的新陈代谢和生理学特征。
对地外远古生命的启示
这一发现的意义可能远远超出恐龙的范畴。了解脆弱的生物结构如何在数百万年中存活，也可能帮助科学家在其他极端环境（包括地球以外的环境）中识别远古生命的可能痕迹。
科廷大学地球与行星科学学院院长马丁·范·克兰endonk（Martin Van Kranendonk）教授表示，这些结果正在改变研究人员对分子结构在极长时间尺度和恶劣条件下保存方式的理解。
这些见解对天体生物学（研究宇宙中其他地方存在生命可能性的学科）可能具有重要价值。如果生物分子或其化学特征能够在合适的条件下存留超过1亿年，科学家或许需要重新思考应该在哪里、以何种方式寻找远古生物的证据。
“这项研究充分展示了跨机构、跨大洲、跨学科的合作如何能够揭示关于远古生命的非凡洞见，”范·克兰endon克教授说。
该研究得到了2021年澳大利亚研究理事会授予格里斯教授的桂冠研究基金的资助。
这项题为“1.15亿年前恐龙骨骼血管通道内矿化红细胞中的血红素特征”（Heme signatures in mineralized red blood cells within vascular canals of a 115-million-year-old dinosaur bone）的研究发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。