The Nation’s T. rex殺死不幸的三角龍。圖片:Smithsonian Institute
為了拍攝這些令人著迷的顯微鏡影象,研究小組仔細地對暴龍骨骼的細小礦物質進行了脫礦處理,以釋放儲存的內部血管組織。本研究中使用的樣品來自著名的,幾乎完整的化石標本的股骨,該標本被稱為“國寶雷克斯暴龍”(The Nation’s T. rex),目前在史密森尼國家自然歷史博物館展出。
由威斯康星州斯托特大學的伊麗莎白·伯特曼(Elizabeth Boatman)領導的一組科學家利用伯克利實驗室高階光源(ALS)進行的紅外\\X射線以及光譜顯微鏡成像,證明了如何恐龍骨骼中可以儲存軟組織結構。這挑戰了長久以來的科學的教條,即基於蛋白質的身體部位無法儲存超過一百萬年。
暴龍的空心、柔韌的血管結構網路研究小組在他們的論文(現已發表在《科學報告》上)中分析了一個有6600萬年曆史的霸王龍脛骨的樣本,以提供證據表明脊椎動物的血管 - 膠原和彈性蛋白結構不會像礦物基骨骼那樣形成化石 - 可能通過兩個自然的,融合蛋白質的“交聯”過程(稱為Fenton化學和糖化作用)在整個地質時間內持續存在。
暴龍的血管表面
首先,科學家使用成像、衍射、光譜學和免疫組織化學來確定樣品中存在的結構確實是動物最初的基於膠原的組織。然後,伯克利實驗室(Berkeley Lab)的合著者海英·霍爾曼(Hoi-Ying Holman)和西琳·法克拉(Sirine Fakra)分別進行了基於同步加速器輻射的傅立葉變換紅外光譜(SR-FTIR),以檢查交聯的膠原蛋白分子的排列方式以及X射線熒光(XRF)對映以分析霸王龍血管中金屬的分佈和型別。
暴龍的血管中的膠原蛋白原纖維(f),由膠原蛋白原纖維組成了膠原蛋白纖維
伯克利同步加速器紅外結構生物學(BSISB)成像專案負責人霍爾曼說:“ SR-FTIR拍攝同一樣品的影象和光譜,因此可以揭示蛋白質摺疊模式的分佈,這有助於確定可能的交聯機制。”。Fenton化學和糖化都是非酶促反應 - 意味著它們可以在死去的生物中發生 - 由體記憶體在的鐵驅動。
ALS研究科學家法克拉說:“ XRF顯微探針顯示出血管中存在細晶針鐵礦,一種非常穩定的羥基氧化鐵礦物質,可能有助於有機分子的儲存。”
作者認為,他們發現的交聯反應證據,再加上被緻密礦化骨包圍的保護作用,可以解釋原始軟組織如何能夠持續存在。