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发现恐龙化石的一个窍门是……先找到橙色

放大字体  缩小字体 2019-09-19 13:56:24  阅读:4659 作者:责任编辑NO。姜敏0568

作者:Nick Longrich

在加拿大的荒地寻觅恐龙的一个技巧便是寻觅橙色。一般来说,恐龙的骨头多呈暗褐色、棕褐色和灰色。但在荒地上,所看到的景象大多数都是被风和水腐蚀的岩石,在那些灰褐色的砂砾中,有时你会看见橙色的亮光。假如你走进看,可能会发现那是一块风化的恐龙骨。

那些橙色的东西是长在骨头上的地衣,骨头让地衣在腐蚀的土地上有了一个安稳的立足点。这些骨头是多孔的,在干旱期能锁住水分,而且还富含磷酸盐等矿物质,这对地衣的生长至关重要。7600万年前就已逝世的生物居然在现代生态系统中仍扮演着重要人物,想来也是很古怪,但生命便是这样,一有时机便会生长。

阿尔伯塔省恐龙公园的地衣 | Nick Longrich

生命简直遍及地球的各个旮旯。在深海热泉的喷口,有很多细菌繁衍;在切尔诺贝利的内部,真菌在任意生长;在南极冰冷的冰原下,线虫在活动匍匐。最有目共睹的是深层生物圈,这是一个巨大的地下微生物生态系统,它从咱们脚下开端,一向延伸到地下数公里的岩石中。

生命为什么不寓居于被埋葬的化石中呢?

假如化石中有生命,那么判定化石中本来的生物资料就会变得十分困难。而这正是咱们新的研讨开端的当地,它为在恐龙骨骼中发现的有机物供给了一份具体的陈述。

盛行的化石概念认为,化石中的骨头现已完全矿化,而且悉数被新的资料所替代。很显着,这种观念是过错的。大多数骨骼中的原始矿物质——磷酸钙会被保存下来。这和生活在几百万年前的恐龙体内所具有的物质是相同的。

奇特的是,有机分子有时也会持续存在。咱们现已使用一些陈旧的DNA从头构建了一些近期灭绝的物种的基因组,并因而发现了一些曩昔的不知道物种,比方咱们人类的近亲——丹尼索瓦人便是一个比如。陈旧的蛋白质提醒了已灭绝的哺乳动物箭齿兽的进化史,化石色素让咱们知晓了恐龙身上的条纹,以及它们的蛋上的斑驳。

提取自恐龙化石的有机物 | Evan Saitta

更了不得的是,从恐龙的骨骼中,科学家还发现了DNA、蛋白质,乃至是细胞和血管等物质。但这些比已承认的最陈旧DNA和蛋白质还要陈旧一个数量级以上,因而一向存在一些争议。使用恐龙的DNA和蛋白质来康复恐龙的安排以重现进化是一个十分诱人的主意,但现在咱们尚不清楚这些物质在数千万年之后是否还能存活。

化石中的DNA大约每500年就会消失一半,在150万年后基本上就会变得无法读取。蛋白质则更有弹性一些,最陈旧的蛋白质可追溯到400万年前,但将蛋白质中的氨基酸结合在一起的肽键也会跟着时刻的推移而降解,因而尚不清楚它们能否在已存在了7500万年的恐龙化石中存活下来。

与此同时,像细菌、原生生物、真菌、植物根系和线虫等生物会在地下健壮地生长。为了保证咱们有的是恐龙安排,首要咱们需求扫除那些不那么令人兴奋的其他可能性,比方因细菌生物膜构成的污染。

打猎微生物

为了了解恐龙骨骼中生物物质的来历,咱们展开了一次共同的户外调查,不是针对恐龙,而是针对生存在它们骨骼中的微生物。咱们在阿尔伯塔省恐龙公园里挖出了一头尖角龙的骨床。咱们用漂白剂、酒精和喷枪对东西进行消毒,然后用锡箔纸包裹化石,以避免它遭到污染。但这些化石中仍充溢了生命,这些生命来自于骨头内部。

从化石中提取的氨基酸显现了生命的显着特征。氨基酸以左、右手构型存在。生物会制作左旋氨基酸,但在逝世后,它们的结构会慢慢地来回改变,构成左旋和右旋分子的混合体。古氨基酸的份额为1:1,但在骨骼中首要存在的是左旋分子,显现出了最近的生物活性。

一个尖角龙的头骨 | Nick Longrich

咱们还研讨了骨骼中的碳。生物会从大气中CO 中吸取碳,其间包括放射性碳-14。碳-14会发作放射性衰变,大约每6000年就有一半的碳-14原子消失。没有任何碳-14能够存活7600万年之久,可是骨骼中却充溢了碳-14。那么这些恐龙要么死于几千年前,要么便是被生物污染了。

为了澄清曾有什么生活在骨头中,咱们从化石中提取了DNA和相关的分子RNA,成果发现了惊人的成果:一个蒸蒸日上的细菌群落。这些骨头中含有的细菌DNA是周围泥岩中的50倍。它们不是空着的坟墓,而是成为了一个充溢微生物的共同微生物群落。

骨骼不同于岩石,它能够为骨髓、血管和细胞供给敞开的空间,这些承载了水和营养物质的空间就为微生物发明了生存空间。骨骼还含有制作DNA和细胞膜所需的磷。此外,从骨头中提取的与在其他当地发现的恐龙安排类似的有机安排和血管样结构,被能够与DNA结合的荧光染料装点得像发光的圣诞树一般。丰厚的DNA标明这些有机物是由细菌而不是恐龙制作的。

难如登天

寻觅有机化石有点像难如登天,但这并不是阐明“针”不存在。咱们找到了一个更好的方法来区别“针”与“稻草”。尽管咱们没有发现恐龙蛋白质,但咱们发现了一些平等凶猛的东西,那便是恐龙体内的生命。

阿尔伯塔省的荒地 | Nick Longrich

当被咱们发现的那头尖角龙死时,它的身体成为了其他生物的食物——霸王龙、苍蝇、甲虫,然后还有细菌和真菌。这一进程在它身后好久仍在持续:它曾被埋在白垩纪的河漫滩下,后来滚滚而来的海水让这它躺在海底100米以下,再后来它躺在了冰河年代的冰川下,最终,躺在了今日的这片穷山恶水之下。在如此绵长的时刻里,它的骨头中集合着许许多多的微生物。

想起来这很不寻常,在一个大型恐龙的遗骸中,细小的微生物国际在数百万年的时刻里呈现、进化和消失,在那些活着的与早已死去的之间,扮演着一个杂乱的人物。

原文标题为“Dinosaur bones: hidden life revealed inside them”,首发于2019年7月26日的The Conversation。

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