
1.15亿年历史 研究人员在恐龙化石中发现红细胞科学家发现恐龙骨骼或牙齿的情况相对常见。而肌肉等软组织作为化石保存下来的情况则罕见得多。但像这样的发现堪称非同寻常:在一块1.15亿年历史的恐龙化石中,一个国际研究团队发现了矿化红细胞的迹象。
115 Millionen Jahre alt Forscher finden rote Blutkörperchen in Dinosaurierfossil Dass Wissenschaftler Knochen oder Zähne von Dinosauriern finden, kommt vergleichsweise oft vor. Dass Weichteile wie Muskeln als Fossilien enthalten sind, ist schon viel seltener. Aber ein Fund wie dieser ist außergewöhnlich: In einem 115 Millionen Jahre alten Dinosaurierfossil hat ein internationales Forschungsteam Hinweise auf mineralisierte rote Blutkörperchen entdeckt.
在巴西东北部出土的一种名为Aratasaurus museunacionali(阿拉塔龙)个体的骨骼中,该团队发现了源自血红素的生物分子。血红素是血红蛋白的组成部分,这种蛋白质负责血液中的氧气运输并赋予其红色。
In Knochen eines Individuums der Art Aratasaurus museunacionali aus dem Nordosten von Brasilien fand das Team Biomoleküle, die von Häm stammen. Das ist ein Bestandteil des Proteins Hämoglobin, das im Blut für den Sauerstofftransport zuständig ist und ihm seine rote Farbe verleiht.
“我们并没有找到一瓶恐龙血液,”澳大利亚珀斯科廷大学的地球化学家克利蒂·格赖斯对路透社表示。实际上是“古老生物学的一种矿物与分子层面的回响”。格赖斯在该研究的声明中被引述称,在1.15亿年历史的红细胞中检测到完整的源自血红素的分子“令人惊叹”。“这确实是一项开创性的发现。”此类分析开启了一种新形式的分子古生物学:由此可以研究早已灭绝动物的血液、新陈代谢和活动的演化等。格赖斯领导的团队的研究发表在美国国家科学院院刊《Proceedings》上。
»Wir haben kein Fläschchen mit Dinosaurierblut gefunden«, sagte die Geochemikerin Kliti Grice von der Curtin University im australischen Perth der Nachrichtenagentur Reuters. Vielmehr handele es sich um »ein mineralisches und molekulares Echo alter Biologie«. Intakte Moleküle, die von Häm stammen, in 115 Millionen Jahre alten roten Blutkörperchen nachzuweisen, sei »erstaunlich«, wird Grice in einer Mitteilung zur Studie zitiert. »Das ist wirklich eine bahnbrechende Entdeckung.« Solche Analysen ermöglichten eine neue Form der molekularen Paläontologie: So lasse sich bei längst ausgestorbenen Tieren etwa die Evolution von Blut, Stoffwechsel und Aktivität untersuchen. Die Studie des Teams um Grice ist in der Fachzeitschrift »Proceedings« der US-nationalen Akademie der Wissenschaften erschienen.
发现血红素b和氨基酸羟脯氨酸 该团队研究了一块恐龙的后肢骨,具体来说是其中的血管管道。些管道内含有直径约20微米(千分之一毫米)的椭球形微观结构,其外观酷似红细胞——专业术语称为红细胞。
Häm b und Aminosäure Hydroxyprolin gefunden Das Team hatte einen Hinterbeinknochen des Dinosauriers untersucht, genauer: die Gefäßkanäle darin. Diese enthielten ellipsoide Mikrostrukturen mit einem Durchmesser von etwa 20 Mikrometern (tausendstel Millimeter), deren Aussehen dem von roten Blutkörperchen – im Fachjargon Erythrozyten genannt – ähnelte.
随后的质谱分析进一步鉴别出了含铁化合物血红素b。外,研究团队还发现了对于结构蛋白胶原蛋白至关重要的氨基酸——羟脯氨酸(Hyp)。将其与出土环境中的微生物进行比对,支持了骨骼内部的发现确实是红细胞而非来自出土土层的污染物的推断。
Weitere Analysen per Massenspektrometrie identifizierten dann die eisenhaltige Verbindung Häm b. Zudem stieß das Team auf die Aminosäure Hydroxyprolin (Hyp), die wichtig für das Strukturprotein Kollagen ist. Ein Abgleich mit den Mikroorganismen in der Fundumgebung stützte die Interpretation, dass es sich bei den Funden im Knocheninneren tatsächlich um rote Blutkörperchen handelte – und nicht um Kontaminationen aus der Fundschicht.
研究团队估计,这块化石源自一只尚未成年、体重约为32公斤的动物。它之所以保存得如此完好,显然是因为这只动物在死后不久便迅速被埋藏在了一个低氧层之下。因此,这些红细胞通过与氧化锰矿物黑锰矿接触而发生了矿化,从而在漫长的时间里得以保存完好。
Das Team schätzt, dass das Fossil von einem noch nicht ausgewachsenen Tier mit einem Gewicht von etwa 32 Kilogramm stammt. Offenbar ist es deshalb so gut erhalten, weil das Tier kurz nach seinem Tod rasch unter einer sauerstoffarmen Schicht begraben wurde. Die roten Blutkörperchen wurden demnach durch den Kontakt zum Manganoxid-Mineral Hausmannit mineralisiert und blieben dadurch über den langen Zeitraum geschützt.
第一作者格赖斯表示:“这些发现挑战了长期以来的假设,即血红蛋白等特定生物分子无法跨越漫长的地质年代存续。”
»Diese Erkenntnisse stellen langjährige Annahmen infrage, wonach bestimmte Biomoleküle wie Hämoglobin keine großen geologischen Zeiträume überdauern können«, so Erstautorin Grice.
她的科廷大学同事、未参与该研究的行星科学家马丁·范克拉嫩东克则更进一步:该研究表明,分子结构如何在长期内免受恶劣环境的影响:这对天体生物学以及在宇宙中寻找生命也具有重要意义。
Ihr Kollege von der Curtin University, der Planetenforscher Martin Van Kranendonk, der nicht an der Studie beteiligt war, geht noch einen Schritt weiter: Die Studie zeige, wie molekulare Strukturen über lange Zeiträume auch gegen widrige Bedingungen geschützt bleiben könnten: Dies sei auch für die Astrobiologie und die Suche nach Leben im Universum wichtig.