恐龙血液痕迹在巴西一块腿骨中保存了1.15亿年

在巴西东北部一只食肉恐龙的腿骨内部，地球化学家发现了微小的圆形结构，它们密密麻麻地填满了曾经输送血管的通道，同时其化学特征表明这些结构与血液有关。这些结构携带血红素，血红蛋白中负责结合氧气的含铁分子，而血红蛋白正是红细胞用来运输氧气的蛋白质。

如果这一鉴定成立，这将是首次有人通过化学手段将血红素与仍原位保存在骨骼内的化石红细胞相匹配。这将把脆弱生物分子能够存活的极限时间向前推进。这只动物名为炎生龙（Aratasaurus museunacionali），生活在早白垩世，距今超过一亿年，而它的骨骼已经挺过了一场现代灾难：吞噬巴西国家博物馆的那场大火。

这项研究由澳大利亚科廷大学的有机地球化学家克利蒂·格赖斯（Kliti Grice）领导，发表在《美国国家科学院院刊》上。研究将这些结构描述为矿化了的红细胞，保存了1.15亿年。“在1.15亿年前的红细胞中检测到完整的血红素衍生分子，这令人震惊：这确实是一个里程碑式的发现，”格赖斯在大学的一份声明中说。

团队没有发现的东西与发现的东西同样重要。这里没有恐龙DNA，也没有完整的血红蛋白蛋白质，只有血红素环及其化学变体。格赖斯告诉路透社，这一结果并非“一瓶恐龙血液”。“我们看到的是古代生物学的矿物和分子回声，这在科学上要有趣得多，”她说。

从大火中诞生的恐龙

炎生龙仅凭一条部分右腿骨骼而闻名，该骨骼于2008年在塞阿拉州圣安娜-杜卡里里附近的米纳佩德拉布兰卡石膏矿中发现，埋藏在罗穆阿尔多组岩层中。骨骼的其他部分在采矿过程中破碎并丢失。这条腿首先被送往普拉西多·西达德·努文斯古生物学博物馆，在那里切下薄片用于研究骨组织，并于2016年转移到里约热内卢的国家博物馆。

2018年9月2日，大火席卷了该博物馆，巴西最古老的科学机构，估计摧毁了其2000万件藏品中的92%。存放这条腿的区域未被波及。当朱莉安娜·萨扬（Juliana Sayão）及其同事于2020年正式命名该动物时，他们结合了图皮语中的“ara”（意为“诞生”）和“atá”（意为“火”），并将物种献给博物馆：从国家博物馆大火中诞生的恐龙。萨扬和博物馆的古生物学家亚历山大·凯尔纳（Alexander Kellner）是新论文的共同作者。

骨骼上的生长标记表明，这只动物死亡时大约四岁，是一只年轻的兽脚类恐龙，体长约3米，仍在生长。它属于虚骨龙类，即后来演化出暴龙类并最终演化出鸟类的双足捕食者分支。

他们是如何做到的

格赖斯原本并非在寻找恐龙血液。她的实验室研究的是生物体原始化学物质能在多大程度上在化石化过程中幸存。在显微镜下，炎生龙腿骨的血管通道中充满了细小的椭圆形结构，长约23微米，宽约20微米，大约是人类红细胞直径的三倍。

仅凭形状无法证明任何东西，因为矿物质和微生物都能制造出与细胞极为相似的假象。因此，团队结合了显微镜、矿物分析和分子地球化学方法。骨骼提取物经过高效液相色谱-质谱联用技术处理，这种技术能将混合物分离成各个组分并称量每个组分的质量。结果发现了血红素B，血红蛋白中最常见的血红素形式，以及一种名为3,8-二乙基血红素B的变体，其丰度约为前者的90倍。换句话说，大部分血红素在化石化过程中已经发生了化学变化。

随后，光谱分析在类细胞结构内部发现了卟啉（血红素核心的环状结构）的特征信号，元素图谱显示相同位置存在铁、氮和碳。“关键的是，我们进行了原位化学分析，因此能够将化学信号与化石内微观结构所处的物理背景联系起来，”格赖斯告诉《生活科学》。“这比简单地从一块化石中提取分子并假设其来源要有力得多。”

为了检查污染，研究人员用同样的方法分析了周围的岩石。岩石中不含血红素B，只有叶绿素和细菌叶绿素的特征信号，这些是形成埋葬这条腿的微生物席的光合微生物的色素。骨骼中还含有羟脯氨酸，这是一种典型的胶原蛋白氨基酸，而胶原蛋白正是赋予骨骼韧性的蛋白质。

为什么血液化学物质能保存这么久

这些类细胞结构表面覆盖着一层黑锰矿（一种氧化锰矿物）。团队认为，这种矿物早期形成，像一个时间胶囊，在结构腐烂之前将其密封。他们还认为，尸体被迅速掩埋在低氧环境中，并被微生物席覆盖，这减缓了正常的分解过程。

“我们认为早期矿化有助于在微观生物结构完全破坏之前稳定或复制它们，同时相关的化学物质也以改变的形式幸存下来，”格赖斯告诉《生活科学》。在大学声明中，她进一步表示：“这些发现挑战了长期以来的假设，即某些生物分子（如血红蛋白）无法在深时中存活。”

这一假设几十年来一直受到质疑。研究人员在20世纪90年代末曾从一具霸王龙骨骼中报告过含血红素的化合物，2015年的一项研究描述了7500万年前恐龙标本中可能存在的红细胞和类胶原纤维。这两项说法都引发了激烈争论。新论文的不同之处在于，它将化学物质与骨骼内部的具体结构联系起来，而不是与从骨骼研磨成的粉末相关联。

尚未解决的问题

并非所有人都接受这些是红细胞。北卡罗来纳州立大学的分子古生物学家玛丽·施韦策（Mary Schweitzer）曾报告过恐龙化石中保存的血管和软组织，她未参与这项研究。“我同意内源性分子可以以某种形式在地质时间尺度上持续存在，并且它们可以教会我们很多东西，”她告诉《生活科学》。“然而，出于几个原因，我不相信他们图示的结构是残留的红细胞。”

她的主要反对意见是形状。哺乳动物会去除红细胞中的细胞核，但鸟类和爬行动物保留细胞核，这使得每个细胞中央有一个凸起的隆起。炎生龙的结构是凹形的，没有隆起，并且比大多数非哺乳动物的红细胞要小，“因此形态相似性不成立，”施韦策说。这些细胞可能在矿化之前被挤压或破裂，或者恐龙的红细胞可能与其现存近亲的红细胞不同，但这两个想法都未经检验。施韦策认为血红素和胶原蛋白的化学证据比细胞鉴定更有说服力。

污染是第二个未解决的问题。论文本身承认不能完全排除产生血红素的微生物。2019年一项对尖角龙骨骼的研究发现，化石内部存在近期有机物和繁盛的微生物群落，这提醒人们，埋藏的骨骼可能成为一个具有自身化学特征的栖息地。周围岩石的清洁结果排除了外部来源，但不能排除生活在骨骼内部的微生物。

其余限制涉及规模问题。这只是一只动物、一个地点的一条腿骨。羟脯氨酸是一种构建块，而不是胶原蛋白或序列，研究中没有任何内容显示血红蛋白的蛋白质部分。黑锰矿时间胶囊是一种推测的途径，而不是任何人在实验室中重复过的实验。

关于恐龙血液的常见问题

科学家真的发现了恐龙血液吗？

不是液态血液。他们发现了看起来像红细胞的结构，这些结构已转化为矿物，以及与之相关的血红素分子。其中大部分血红素在1.15亿年间已经发生了化学变化。

能从这块化石中提取恐龙DNA吗？

不能。该研究未报告任何DNA，格赖斯强调目的从来不是寻找DNA。迄今恢复的最古老DNA来自格陵兰岛约200万年前的沉积物，远早于任何恐龙。

什么是血红素？

血红素是一种环状分子，中心有一个铁原子。每个血红蛋白分子含有四个血红素，它们负责在血液中结合氧气。血红素B是最常见的形式。

炎生龙是什么样的恐龙？

它是一种早期的虚骨龙类，是一种体型轻盈的双足捕食者，长约3米，来自巴西东北部的早白垩世。仅凭一条保存在巴西国家博物馆的部分右腿骨骼而闻名。

接下来会发生什么

该论文于2026年11月2日在线发表在《美国国家科学院院刊》上。团队包括来自科廷大学、日本海洋研究开发机构、国家博物馆、卡里里地区大学和约翰斯·霍普金斯大学的研究人员，他们希望使用同样的原位方法来研究已灭绝动物的血液、新陈代谢和活动水平的演化。

这项工作可能不需要新的挖掘。“真正令人兴奋的启示是，非凡的分子信息可能已经存在于世界各地的博物馆藏品中，等待着我们对古老化石提出新的问题，”格赖斯告诉《卫报》。开启这种可能性的那块化石，在博物馆失火时就存放在这样的馆藏之中。

参考文献：Grice et al., “Heme signatures in mineralized red blood cells within vascular canals of a 115-million-year-old dinosaur bone,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026. DOI: 10.1073/pnas.2614248123

标签: 古生物学, 恐龙, Curtin University, Aratasaurus, 化石, 巴西国家博物馆