就在最近，《皇家學會會報A輯》發(fā)表了一項研究，宣布在恐龍化石中發(fā)現(xiàn)了血液蛋白質的分子痕跡，為原始生物材料能夠保存數(shù)千萬年提供了有力證據(jù)。

霸王龍骨骼化石中提取的血管

（圖片來源：北卡羅來納州立大學）

論文一出，迅速引發(fā)了熱議——恐龍化石中竟然能保存血液？有人甚至開始想象，就像電影《侏羅紀公園》的劇情，從恐龍的血液中提取DNA，讓滅絕數(shù)千萬年的巨獸重返人間……（點此看今年剛上映的《侏羅紀世界》的影評）

然而，想象很豐滿，現(xiàn)實很骨感。事實上，研究團隊此次發(fā)現(xiàn)的是血紅蛋白，而非恐龍的血液；并且，此前也已有研究發(fā)現(xiàn)血紅蛋白，只是此次研究使用了全新的研究方法。更重要的是，即使我們真的能從恐龍化石中獲取血液，也并不意味著我們能復活恐龍。

恐龍化石，就是恐龍的骨頭嗎？

在最新發(fā)表的論文中，研究人員在霸王龍（Tyrannosaurus rex）與加拿大短冠龍（Brachylophosaurus canadensis）的化石中發(fā)現(xiàn)了保存非常完好的軟組織結構，并通過光譜分析確認，軟組織中存在來自恐龍的血紅蛋白信號。

本次研究的對象之一，霸王龍的股骨化石，其中軟組織就在內部（圖片來源：參考文獻[3]）

在恐龍化石中發(fā)現(xiàn)軟組織非常難，這是由恐龍化石的形成過程所決定的。對于非專業(yè)人士來說，恐龍化石似乎就等同于恐龍骨頭，畢竟它們在外形上看起來幾乎一模一樣。但嚴格來說，恐龍化石并不是骨頭，而是一種石頭。在漫長的埋藏過程中，恐龍骨骼中的有機成分會逐漸被礦物質取代，最終形成堅硬的巖化結構。

也正因如此，恐龍骨骼中的軟組織幾乎不可能在化石中保存下來。肌肉、血管、細胞膜等結構在生物死亡后會迅速分解，通常在幾天或幾周內就會消失殆盡。我們今天所看到的恐龍化石，其內部幾乎已經完全失去了原始的生物組織。

意外留存的遠古遺跡

然而，科學史一再提醒我們：自然界總有例外。正如《侏羅紀公園》中那句著名的臺詞所說——生命會自己尋找出路（Life finds a way）。在古生物學研究中，仍然有一些樣本突破了常規(guī)，讓我們得以窺見數(shù)千萬年前生命的痕跡，比如此次研究在霸王龍和加拿大短冠龍化石中發(fā)現(xiàn)的軟組織。

研究中在霸王龍化石中發(fā)現(xiàn)的軟組織

（圖片來源：參考文獻[2]）

事實上，這并不是人類第一次在恐龍化石中尋找到軟組織結構。早在2005年，美國古生物學家瑪麗·施韋策（Mary Schweitzer）就在霸王龍骨骼化石中找到了一團軟組織，其中的蛋白質纖維結構清晰可見。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個古生物學界，也開啟了化石中生物分子的全新研究方向。

此后，不同類型的軟組織陸續(xù)在多種恐龍化石中被發(fā)現(xiàn)。例如，科學家曾在帶羽恐龍的化石中找到黑素體（melanosome），這是一種能賦予羽毛顏色的細胞器，從而使研究者得以推測恐龍的體色分布；在尾羽龍的化石中，還保存了細絲狀的染色質結構；甚至出現(xiàn)了“木乃伊化”的恐龍個體報道——它們的皮膚紋理、肌肉輪廓都被極其精細地保留下來。

面對這些發(fā)現(xiàn)，人們自然會產生疑問：既然化石早已石化，為何仍能留存下如此脆弱的組織？

木乃伊化的短冠龍化石，此次研究中也發(fā)現(xiàn)了短冠龍的軟組織（圖片來源：PRWeb）

“幸存”的血紅蛋白

簡單來說，化石中能保留少量軟組織，主要得益于化石形成時的特殊保存環(huán)境。能讓軟組織保存下來的化石，往往是在極為罕見、近乎完美的條件下形成的。

以這次的恐龍血紅蛋白為例——血紅蛋白是一種存在于所有脊椎動物體內的一種蛋白質，由血紅素和珠蛋白組成，主要負責運輸氧氣。血紅素中含有二價鐵離子（Fe2 ），正是它賦予了血液鮮紅的顏色。

圖左為血紅蛋白的簡易描繪；圖右為血紅蛋白所含血紅素的放大結構圖，其結構中央為二價鐵離子（圖片來源：Wikipedia）

當生物死亡后，體內細胞會迅速分解，導致血紅蛋白暴露在氧氣中，血紅素中的二價鐵離子會被氧化為更穩(wěn)定的三價鐵離子（Fe3 ），顏色也會從鮮紅變成暗紅。如果外部環(huán)境中恰好存在封閉空間，限制了微生物活動，同時三價鐵離子聚集形成針狀的氧化物，如同建筑物中的鋼筋，能夠加固軟組織結構。在多種偶然條件的疊加之下——低氧、封閉、富鐵、缺乏微生物——原本極易分解的蛋白質才得以在化石中保存上千萬年。

憑什么說是恐龍的？

雖然血紅蛋白有可能在化石中保存下來，但新的問題又出現(xiàn)了：研究人員是如何判斷出這些血紅蛋白來自于恐龍，而不是其他生物呢？要知道，化石長期埋藏于地下，極易受到細菌或環(huán)境化學成分的影響。僅憑肉眼觀察，很難確認殘留的軟組織到底屬于誰。

保存較為完好、尺寸較大的恐龍血管，其中甚至還殘留有紅細胞（圖片來源：參考文獻[2]）

此前，曾有研究聲稱在恐龍蛋化石中檢測到DNA，但后經證實，發(fā)現(xiàn)的DNA片段更可能源于長期外露導致的生物侵入。為了避免類似的誤判，此次研究團隊采用了一種更為可靠的分析手段——共振拉曼光譜分析。

拉曼光譜分析是一種利用物體反射激光來分析分子結構的方法，而共振拉曼光譜分析則是利用了共振的現(xiàn)象。在微觀尺度上，當激光照射到分子上時，如果波長與目標分子的吸收波長匹配，那么分子就能反射出更強力的信號，這也就是“共振”的原理。借助共振拉曼光譜，研究人員可以區(qū)分出化學式相同但是結構不同的生物分子。

在最新研究中，研究人員使用波長為532納米（綠色）的激光進行激發(fā)，這個波長恰好是血紅蛋白的吸收峰。因此，如果樣本中存在血紅蛋白，其拉曼信號會顯著增強；而作為對照組的473納米（藍色）激光，則能共振激發(fā)細胞色素的血紅素，但不會共振激發(fā)血紅蛋白。

實驗結果顯示，用綠色激光照射化石中的軟組織時，可以觀察到強烈的、特征明確的共振拉曼信號；而在藍色激光照射下，該信號非常微弱。巧妙的是，脊椎動物的血紅素存在于血紅蛋白之中，而細菌等生物雖然也含有血紅素，但其存在于細胞色素等結構內。對照實驗結果在證明存在血紅蛋白的同時，也成功排除了細菌污染的可能性，可謂“一箭雙雕”。

實驗對比，兩種波長不同的激光產生了不同的吸收峰，從而證明了軟組織中存在血紅蛋白（圖片來源：參考文獻[1]）

隨后，研究人員對恐龍與現(xiàn)生鴕鳥的血紅蛋白進行了比對分析。結果顯示，兩者的拉曼光譜高度相似，但是也存在一些不同。研究者推測，這些差異可能源于軟組織的分子在漫長地質保存過程中發(fā)生的氧化或者斷裂。

值得注意的是，這種降解形成的特殊“時間標記”反而可以更好地證明軟組織的生物分子屬于恐龍，而不是現(xiàn)代生物造成的“污染”。此次研究的結論也可以與之前通過抗體-抗原反應、質譜分析等手段鑒別恐龍軟組織的結果相驗證，多種檢測方法的交叉驗證顯著增強了整體研究的可信度。

鴕鳥的血管（A、B）與兩種恐龍的血管（C，短冠龍；D，霸王龍）對比（圖片來源：參考文獻[1]）

能用來復活恐龍嗎？

最后，想必大家心中還是會有那個問題：既然證明了這是恐龍的軟組織，那么我們可不可以提取出其中的DNA，繼而復活恐龍呢？

很遺憾地告訴大家，目前來看，從化石中提取DNA來復活恐龍還是遙不可及的。DNA的“保質期”在地質學中實在太短了，動輒千萬年、上億年的時光足以讓其中的化學鍵斷裂。雖然研究人員在上個世紀就已經在一些恐龍的蛋化石中檢測到了DNA片段，但是這些DNA殘跡早已嚴重斷裂，想依靠它們重構出一只恐龍，就如同想憑幾顆螺絲和金屬碎片造出一架飛機一樣困難。

不過，從微弱的分子信號中重建生命的痕跡，本身就是古生物學的魅力所在。古生物學家們并非在單純追求復活恐龍，而是在努力理解，生命的物質遺跡如何在漫長的地質時間中得以保存，人類又如何能從中復原出那段失落的史前故事。