不可能的任务,研究发现恐龙化石中保存了血管、蛋白质和软组织

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不可能的任务,研究发现恐龙化石中保存了血管、蛋白质和软组织

The Nation’s T. rex杀死不幸的三角龙。图片:Smithsonian Institute

为了拍摄这些令人着迷的显微镜图像,研究小组仔细地对暴龙骨骼的细小矿物质进行了脱矿处理,以释放保存的内部血管组织。本研究中使用的样品来自著名的,几乎完整的化石标本的股骨,该标本被称为“国宝雷克斯暴龙”(The Nation’s T. rex),目前在史密森尼国家自然历史博物馆展出。

由威斯康星州斯托特大学的伊丽莎白·伯特曼(Elizabeth Boatman)领导的一组科学家利用伯克利实验室高级光源(ALS)进行的红外\\X射线以及光谱显微镜成像,证明了可以从恐龙骨骼中提取保存的软组织结构。这挑战了长久以来的科学的教条,即基于蛋白质的身体部位无法保存超过一百万年。

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<code>暴龙的空心、柔韧的血管结构网络/<code>

研究小组在他们的论文(现已发表在《科学报告》上)中分析了一个有6600万年历史的霸王龙胫骨的样本,以提供证据表明脊椎动物的血管 - 胶原和弹性蛋白结构不会像矿物基骨骼那样形成化石 - 可能通过两个自然的,融合蛋白质的“交联”过程(称为Fenton化学和糖化作用)在整个地质时间内持续存在。

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暴龙的血管表面

首先,科学家使用成像、衍射、光谱学和免疫组织化学来确定样品中存在的结构确实是动物最初的基于胶原的组织。然后,伯克利实验室(Berkeley Lab)的合著者海英·霍尔曼(Hoi-Ying Holman)和西琳·法克拉(Sirine Fakra)分别进行了基于同步加速器辐射的傅立叶变换红外光谱(SR-FTIR),以检查交联的胶原蛋白分子的排列方式以及X射线荧光(XRF)映射以分析霸王龙血管中金属的分布和类型。

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暴龙的血管中的胶原蛋白原纤维(f),由胶原蛋白原纤维组成了胶原蛋白纤维

伯克利同步加速器红外结构生物学(BSISB)成像项目负责人霍尔曼说:“ SR-FTIR拍摄同一样品的图像和光谱,因此可以揭示蛋白质折叠模式的分布,这有助于确定可能的交联机制。”。Fenton化学和糖化都是非酶促反应 - 意味着它们可以在死去的生物中发生 - 由体内存在的铁驱动。

ALS研究科学家法克拉说:“ XRF显微探针显示出血管中存在细晶针铁矿,一种非常稳定的羟基氧化铁矿物质,可能有助于有机分子的保存。”

作者认为,他们发现的交联反应证据,再加上被致密矿化骨包围的保护作用,可以解释原始软组织如何能够持续存在。


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