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古脊椎所等在1.25億年前特異埋藏恐龍骨骼中發現軟骨細胞和細胞核跡象

2021-09-27 古脊椎動物與古人類研究所
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  在位于中國東北遼西地區的熱河生物群,科學家在1.25億年前的尾羽龍化石中發現了保存完好的軟骨細胞;發現了一些健康狀態下“化石化”的軟骨細胞,以及一些快要凋亡的軟骨細胞;這些細胞的細胞核中可能還保存了細絲狀的染色質,后續需要更精準的測試進一步確定這些細胞的生化特性。9月24日,《通訊生物學》(Communications Biology)報道了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所與山東天宇自然博物館在我國遼西朝陽地區一具1.25億年前恐龍的骨骼中發現的一組保存完好的軟骨細胞。

  這具恐龍化石屬于竊蛋龍類的尾羽龍,因其特別的長尾羽而得名,體型近似于現代的孔雀,與其他一些帶毛恐龍、翼龍和原始鳥類共同生活在早白堊世的湖邊生境。近年來,越來越多的證據顯示這些特異埋藏并保存下來的化石(包括皮膚衍生物和軟骨細胞)與火山灰的快速沉積掩埋作用關系密切。這些富含礦物的細粒介質能夠保護遠古生物的內部組織結構,以至于在原生的微觀層面,如在細胞級別上均有保留。

  研究團隊提取尾羽龍股骨遠端的一塊靠近關節部分的骨骼,經過脫鈣后,并運用一系列顯微成像技術手段來分析其微觀結構,發現恐龍死后其軟骨細胞經歷了硅化,這一硅化過程或是軟骨細胞完整形態得以保存的主要原因。研究發現,在這些細胞中,一些是健康的形態,而另一些細胞則顯示出不那么健康的多孔構造,處于細胞死亡的過程中。這些軟骨細胞的死亡過程或發生在恐龍個體存活的時候。細胞凋亡是生物體內自然發生的現象,而把化石里的細胞定位到一個細胞生長周期之中的某個特定階段,這是古生物學研究的新發現。這也是研究團隊嘗試的探索方向——從細胞水平,深化對化石的認識。

  科研團隊提取部分細胞,利用生化的方法進行染色分析,使用蘇木精素(一種用來染細胞核的紫色化學物質),令其中一個軟骨細胞的細胞核以及細絲狀的染色質顯現出來,這表明1.25億年前的恐龍化石中或有原始生物分子的存在。DNA是細胞中染色質重要組成成分,該研究初步顯示出恐龍細胞DNA存在的可能性,這一結論仍需要更精密的測試支持。研究團隊將展開深入研究,包括更有效的和更有針對性的染色或測試方法的應用。該研究揭示恐龍骨骼中的有機物質并沒有像人們理解的那樣完全“石化”,至少在軟骨細胞中還存有恐龍本身的有機分子。

  論文鏈接 

熱河生物群的尾羽龍復原圖(鄭秋旸 供圖)

尾羽龍腿骨軟骨細胞的顯微照片;其中,一個細胞中有經過染色而顯示出的細胞核,以及暗色的細絲狀染色質。古脊椎所外籍副研究員Alida Bailleul供圖

打印 責任編輯:侯茜

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