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地獄溪的意外發(fā)現(xiàn)

把恐龍做成大餐 作者:邢立達


2003年,蒙大拿州拉塞爾保護區(qū)的地獄溪組地層,著名的恐龍獵人、蒙大拿州洛磯山博物館的霍納(Jack Horner)教授帶領(lǐng)一支挖掘隊正在采集一件暴龍化石。

地獄溪組是什么?地獄溪組在恐龍研究上極為重要,因為它是世界上蘊藏晚白堊世恐龍化石最豐富的地區(qū)之一,而且是已知少數(shù)跨越K/T界線K/T界線是指介于白堊紀(Cretaceous Period,簡寫為K)與第三紀(Tertiary Period,簡寫為T)之間的界線。的恐龍化石層之一。使地獄溪名聲遠揚的是1902年在此發(fā)現(xiàn)的第一具暴龍化石,迄今世界上24具較完整的暴龍骨骸中有11具是在這里被發(fā)現(xiàn)的。

在6500萬年前,地獄溪組是一片廣袤的桃源之地,平原上遍布小溪與河流,溫暖的氣候與豐富的雨水滋養(yǎng)著大片針葉林與開花植物,與此相適的是大群動物,龍嘯獸嚎鳥鳴,好不熱鬧。所以今日的地獄溪地區(qū)雖是鳥不生蛋的惡地,卻成為古生物學家的天堂。

霍納帶隊在拉塞爾野生保護區(qū)挖掘到這頭暴龍,編號為MOR1125。挖掘結(jié)束后,霍納調(diào)動直升機把化石從荒郊運至博物館。這時候,一根包裹在圍巖中,殘長約1.07米的大腿骨化石對直升機來說過于巨大,霍納不得不把它切成兩段。

古生物研究就是這樣充滿意外,就在霍納還在為如何黏合這兩塊巨骨而郁悶不已的時候,蒙大拿波茲曼實驗室的古生物學研究生施韋策(Mary H. Schweitzer)卻有了意外的發(fā)現(xiàn)。施韋策的同事指出,顯微鏡下那薄薄的化石切片中好像有一些紅色的小球。施韋策當時就覺得,一定是哪里搞錯了吧?畢竟,傳統(tǒng)的古生物學觀點認為,動輒上千萬年的恐龍化石里只會留下礦化的不活潑物質(zhì),所有的有機物質(zhì),如細胞、組織、色素和蛋白質(zhì)都已經(jīng)消失殆盡。但眼前的景象卻令人摸不著頭腦,在那淺黃色的堅硬組織里,有一條蜿蜒的血管,一些微小的構(gòu)造就位于血管中,每顆小紅球都有一個暗色核心,非常類似細胞核。這正是爬行動物、鳥類等非哺乳類動物的血球特征,因為哺乳動物的紅血球并沒有細胞核。

霍納聽到了這個有趣的消息,匆匆趕來,作為一位患有閱讀障礙癥、思維方式不同于常人的古生物學者,他注定是施韋策的伯樂。他凝視著顯微鏡下的物體,目瞪口呆,片刻之后,他抬起頭來看著施韋策,皺起眉頭問道:“你認為它們是什么?”

“我沒有主意,但是它們的大小、形狀和顏色,確實很像血球,而且出現(xiàn)的位置也符合?!笔╉f策小心翼翼地答道。

“那你就去證明它們不是!”霍納擲地金聲。

這一句話改變了施韋策的研究方向,她向這個讓人難以抗拒的挑戰(zhàn)進發(fā)了!如果盡全力也不能證明它們不是血球,那么她就有驚人的大發(fā)現(xiàn)!

從那時起,施韋策主導的研究工作緊鑼密鼓地開始了。因為骨組織是由蛋白質(zhì)等有機物分子和礦物質(zhì)構(gòu)成的,如果對骨組織進行脫礦物質(zhì)處理,剩下的就是主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成的軟組織。而骨骼中有機物的70%至80%是膠原蛋白,骨骼生成時,膠原蛋白必須合成充足的膠原纖維來組成骨骼的框架。

于是,施韋策從大腿骨的骨髓腔中取出海綿狀的骨髓軟組織,先用弱酸沉淀劑沉淀出化石礦物質(zhì),發(fā)現(xiàn)剩下的物質(zhì)呈線形相連,且具有延展力,看起來有點類似微血管。之后再經(jīng)過一系列的脫礦物質(zhì)處理,最終留下的軟組織呈赭色,柔軟、透明,富有彈性。

到了這一步,施韋策已經(jīng)能分辨出軟組織中有血管、骨細胞、成骨細胞及其他有機結(jié)構(gòu)的痕跡。最令人驚訝的是,其中一些半透明的組織非常柔軟且具有伸縮性,這是非常罕見的。通常,當一只動物死去,其尸體上除骨骼外的有機物很快便腐爛掉,若有機會深埋地下,并遇到合適的環(huán)境,動物骨骼就會逐漸化石化,骨骼被礦物質(zhì)取代,變成化石。除了形狀以外,其他的結(jié)構(gòu)與原來都大不相同了。所以古生物學的傳統(tǒng)理論認為,化石中有機物的保存年限不超過10萬年。而MOR1125能打破常規(guī),把軟組織保存至今,其原因極可能是恰好埋藏在幾乎無氧的密閉環(huán)境中。

其實,這樣的軟組織對施韋策團隊來說并不罕見,在研究MOR1125之前的1997年,團隊在地獄溪組發(fā)現(xiàn)的兩具暴龍和一具鴨嘴龍化石的骨骼中就發(fā)現(xiàn)過類似的軟組織,甚至還曾經(jīng)在一塊具有血管通道的暴龍骨骼剖面上觀察到類似紅血球結(jié)構(gòu)的物質(zhì),但后來因缺乏更確鑿的證據(jù)而沒有了下文。直到此次遇到如此寶貴的標本,又經(jīng)過17次反復(fù)實驗之后,施韋策才正式披露了這個發(fā)現(xiàn),將結(jié)果發(fā)表在Science(《科學》雜志)上,往古生物學界投入了一顆重磅炸彈,大家充分意識到,分子古生物學的時代到來了。


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