恐龍血液痕跡在巴西一塊腿骨中保存了1.15億年

在巴西東北部一種肉食恐龍的腿骨內，地球化學家發現，昔日輸送血管的管道中塞滿了微小的圓形顆粒，並檢出可將它們與血液連結起來的化學證據。這些顆粒含有血基質（heme），位於血紅素核心、帶有鐵元素的分子；紅血球正是藉由血紅素攜帶氧氣。

若這項鑑定獲得證實，這將是首次有人以化學方式，將血基質與仍在骨骼原位的化石紅血球相互對應。這也將把脆弱生物分子可保存多久的已知極限大幅往前推。這種動物名為炎生龍（Aratasaurus museunacionali），生活於超過1億年前的早白堊世，而牠的骨骼已經挺過一場現代災難：焚毀巴西國家博物館的大火。

這項研究由澳洲科廷大學有機地球化學家克莉蒂・格賴斯（Kliti Grice）領導，並發表於《Proceedings of the National Academy of Sciences》。研究將這些顆粒描述為已保存1億1500萬年的礦化紅血球。格賴斯在大學發布的聲明中表示：「在1億1500萬年前的紅血球中偵測到源自血基質的完整分子，令人震驚；這確實是一項里程碑式的發現。」

團隊沒有發現什麼，和他們發現了什麼同樣重要。這裡沒有恐龍DNA，也沒有完整的血紅素蛋白，只有血基質環及其經化學改變後的版本。格賴斯告訴路透社，這項結果並不是「一小瓶恐龍血」。「我們看到的是古代生物學的礦物與分子回響，而這在科學上有趣得多，」她說。

從火災中誕生的恐龍

炎生龍僅見於一截不完整的右腿骨；這塊骨頭於2008年在塞阿拉州聖塔納杜卡里里附近的米納佩德拉布蘭卡石膏礦發現，埋藏在羅穆阿爾多組岩層中。其餘骨骼在採礦期間被打碎並遺失。這條腿最初被送往普拉西多・西達德・努文斯古生物博物館，研究人員曾切取薄片研究骨組織；其後於2016年移往里約熱內盧的國家博物館。

2018年9月2日，大火席捲這座博物館，該國歷史最悠久的科學機構，估計摧毀其2000萬件館藏中的92%。存放這條腿骨的區域未受波及。當茱莉安娜・薩揚（Juliana Sayão）及同事在2020年正式為這種動物命名時，他們結合圖皮語中的 ara（「出生」）與 atá（「火」），並將這個物種獻給博物館：這是一種誕生於國家博物館火災的恐龍。薩揚與該館古生物學家亞歷山大・克爾納（Alexander Kellner）都是這篇新論文的共同作者。

骨頭上的生長紋顯示，這隻動物死亡時約四歲，是一頭全長約3公尺、仍在成長中的年輕獸腳類恐龍。牠屬於虛骨龍類，這一支系的雙足掠食者後來演化出暴龍，最終也演化出鳥類。

研究人員如何做到

格賴斯原本並不是在尋找恐龍血。她的實驗室研究的是：生物體原始化學成分有多少能在化石化過程中留存下來。在顯微鏡下，炎生龍腿骨的血管管道裡充滿了長約23微米、寬約20微米的小型橢圓顆粒，直徑約為人類紅血球的三倍。

僅憑形狀無法證明任何事，因為礦物與微生物都能形成極像細胞的結構。因此，團隊結合顯微技術、礦物分析與分子地球化學。他們將骨骼萃取物送入高效能液相層析串聯質譜儀分析；這項技術可將混合物分離為各個成分，並測量每一種成分的質量。分析發現血紅素中最常見的血基質形式，血基質B，以及一種名為3,8-二乙基血基質B的改變型近親；後者的含量約高出90倍。換言之，大部分血基質都在化石化過程中經歷了化學改變。

接著，光譜分析在這些類細胞顆粒內發現卟啉的特徵訊號；卟啉是血基質核心的環狀結構。元素圖譜則顯示，鐵、氮和碳出現在相同位置。格賴斯告訴《Live Science》：「關鍵在於，我們是在原位檢驗化學成分，因此能將化學訊號與化石內、其物理脈絡中的微觀結構連結起來。這比起單純從一塊化石中萃取分子，再假定它們來自何處，要有力得多。」

為檢驗污染的可能性，研究人員以相同方式分析周圍岩石。岩石中沒有血基質B，只有葉綠素與細菌葉綠素的訊號；這些是形成包埋腿骨之微生物墊的光合作用微生物所產生的色素。骨骼中也含有羥脯胺酸，這是膠原蛋白的典型胺基酸；膠原蛋白賦予骨骼韌性。

血液化學為何能保存如此之久

這些類細胞顆粒表面覆有黑錳礦，一種氧化錳礦物。團隊認為，這種礦物在早期形成，作用猶如時間膠囊，在結構腐壞前便將其封存。他們也認為，屍體迅速埋藏於低氧環境，並由微生物墊覆蓋，這會減緩正常的分解過程。

格賴斯告訴《Live Science》：「我們認為，早期礦化作用有助於在微觀生物結構完全遭破壞前，使其穩定下來或加以複製；與此相關的部分化學成分，也以改變後的形式留存。」她在大學聲明中進一步表示：「這些發現挑戰了一項長久以來的假設，即血紅素等某些生物分子無法在深遠地質年代中存活。」

這項假設數十年來一直備受挑戰。研究人員在1990年代末期曾報告，從一塊暴龍骨骼中發現含血基質的化合物；2015年的一項研究則描述，在7500萬年前的恐龍標本中，可能存在紅血球與類膠原纖維。兩項主張都引發激烈爭論。新論文的不同之處，在於它將化學成分連結到骨骼內的特定結構，而非連結到由骨頭磨成的粉末。

它尚未解決的問題

並非所有人都接受這些是血球。北卡羅來納州立大學分子古生物學家瑪麗・施魏策爾（Mary Schweitzer）曾報告恐龍化石中保存的血管與軟組織，但未參與這項研究。她告訴《Live Science》：「我同意內源性分子能以某種形式跨越地質時間保存下來，也同意它們能教給我們很多事。然而，基於數個理由，我不相信他們所展示的影像是殘餘紅血球。」

她的主要異議在於形狀。哺乳類會將紅血球的細胞核排出，但鳥類與爬蟲類會保留細胞核，使每個細胞中央形成隆起。炎生龍的顆粒呈凹陷狀，沒有隆起，也比大多數非哺乳類動物的紅血球小；施魏策爾說，因此「形態上的相似性並不成立」。這些細胞可能在礦化前已遭擠壓或破裂，或是恐龍紅血球本來就與現存近親不同，但兩種想法都尚未獲得測試。施魏策爾認為，血基質與膠原蛋白的化學證據，比這些顆粒被鑑定為細胞更具說服力。

污染是第二個尚未排除的可能性。論文本身也承認，無法完全排除產生血基質的微生物。2019年一項針對尖角龍骨骼的研究，在化石內發現近期有機物與蓬勃生長的微生物群落，提醒人們埋藏的骨骼可能成為具有自身化學特性的棲地。周圍岩石的乾淨結果不利於外部來源的說法，但無法排除曾生活在骨頭內部的微生物。

其餘限制則關乎規模。這只是來自一個地點、一隻動物的一條腿骨。羥脯胺酸是構成單元，不是膠原蛋白本身或蛋白質序列；研究中也沒有任何證據顯示血紅素的蛋白質部分。黑錳礦時間膠囊只是一項提出的保存途徑，尚非任何人在實驗室中重現過的實驗結果。

關於恐龍血的常見問題

科學家找到真正的恐龍血了嗎？

不是液態血液。他們發現的是看似紅血球、已轉化為礦物的結構，以及與其相關的血基質分子。這些血基質大部分已在1億1500萬年間發生化學改變。

能從這塊化石中取得恐龍DNA嗎？

不能。研究沒有報告任何DNA，格賴斯也強調，研究目標從來不是尋找DNA。目前已回收的最古老DNA來自格陵蘭約200萬年前的沉積物，比任何恐龍都年輕得多。

什麼是血基質？

血基質是一種中央帶有鐵原子的環狀分子。每個血紅素分子含有四個血基質，而它們正是血液中結合氧氣的部分。血基質B是最常見的形式。

炎生龍是哪一類恐龍？

牠是早期虛骨龍類，體型纖細、以雙足行走的掠食者，全長約3公尺，來自巴西東北部的早白堊世。人們僅知道牠的一截右腿骨，現由巴西國家博物館保存。

下一步是什麼

該論文於2026年11月2日在《Proceedings of the National Academy of Sciences》線上發表。團隊成員包括來自科廷大學、日本海洋研究開發機構、國家博物館、卡里里區域大學與約翰霍普金斯大學的研究人員；他們希望以同樣的原位方法，研究已滅絕動物的血液、代謝與活動程度演化。

這項工作未必需要新的挖掘。格賴斯告訴《衛報》：「真正令人振奮的意涵在於，非凡的分子資訊或許早已存在於世界各地的博物館館藏中，正等待我們向老化石提出新問題。」開啟這種可能性的那塊化石，在博物館失火時就存放在這樣的館藏之中。

參考文獻：Grice et al., “Heme signatures in mineralized red blood cells within vascular canals of a 115-million-year-old dinosaur bone,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026. DOI: 10.1073/pnas.2614248123

標籤: 古生物學, 恐龍, Curtin University, Aratasaurus, 化石, 巴西國家博物館