辽西首次发现恐龙化石 (哪些恐龙是在辽西发现的化石)

还记得《侏罗纪公园》吗?古动植物的科学家葛兰与塞特勒夫妻利用凝结在琥珀中的史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因,加以修补和培育繁殖,竟然将已绝迹6500万年的史前庞然大物复生的故事,使整个努布拉岛成为恐龙的乐园,即“侏罗纪公园”。这显然是一部引人入胜的科幻大片,但事实上也有科学家认为利用琥珀以及化石中残存的DNA物质,来复原原始生命并非没有可能。

哪些恐龙是在辽西发现的化石,恐龙化石里可以提取恐龙的dna吗

热河生物群范围图示

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2021年9月24日,自然杂志旗下的《通讯生物学》(Communications Biology)报道来自 中科院古脊椎所与山东天宇自然博物馆 的科学家团队在我国辽西朝阳地区热河生物群的一具1.25亿年前恐龙的骨骼中发现的一组保存完好的软骨细胞。 这具恐龙化石属于窃蛋龙类的尾羽龙, 因其具有的特别的长尾羽而得名 ,其体型近似于现代的孔雀,和其他一些带毛恐龙、翼龙和原始鸟类共同生活在早白垩世的湖边生境。 近年来,越来越多的证据显示出这些特异埋藏并保存下来的化石(包括皮肤衍生物和软骨细胞)与火山灰的快速沉积掩埋作用有着密切关系 中科院古脊椎所副研究员李志恒 解释提到,这些富含矿物的细粒介质能够保护着远古生物的内部组织结构,以至于在原生的微观层面,例如在细胞级别上都有保留。

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来自热河生物群的尾羽龙复原图(郑秋旸 供图)

研究小组在提取了尾羽龙股骨远端的一块靠近关节部分的骨骼,经过脱钙后,并利用了一系列显微成像技术手段来分析其微观结构,最终发现恐龙死后其软骨细胞经历了硅化,这一硅化过程很可能是软骨细胞完整形态得以保存的主要原因。更为神奇的是,研究人员发现在这些细胞中,一些是健康的形态,而另一些细胞则显示出不那么健康的多孔构造,处于细胞死亡的过程中。 中科院古脊椎所外籍副研究员Alida Bailleul 解释说道,这些软骨细胞的死亡过程很可能发生在恐龙个体存活的时候。细胞凋亡是生物体内自然发生的现象,而把化石里的细胞定位到一个细胞生长周期之中的某个特定阶段,在古生物学的研究中还是一个新的发现。这也是研究团队一直以来所尝试的方向—— 从细胞水平来增加我们对化石的深入认识。

在接下来的工作中,研究团队提取了部分细胞,并用生化的方法来进行染色分析,利用苏木精素,一种常用来染细胞核的紫色化学物质,令其中一个软骨细胞的细胞核以及细丝状的染色质显现了出来,这表明了1.25亿年前的恐龙化石中可能还有原始生物分子的存在。DNA是细胞中染色质重要组成成分,因此本项研究还初步显示出恐龙细胞DNA存在的可能性,不过这个结论还需要更为精密的测试支持。研究团队还将进行更为深入的探索,包括更有效和针对性的染色或测试方法的应用。 这项研究揭示恐龙骨骼中的有机物质并没有像我们理解的那样完全“石化”,至少在软骨细胞中还存有恐龙本身的有机分子。

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来自尾羽龙腿骨软骨细胞的显微照片;其中一个细胞中还有经过染色而显示出的细胞核,以及暗色的细丝状染色质。(Alida Bailleul供图)

近年来,世界各地不时传来古生物学家找到恐龙蛋DNA和恐龙胚胎基因的消息。据报道在我国西峡发现了大量的恐龙蛋化石, 1995年科学家从一枚西峡恐龙蛋化石中提取到了可能是恐龙基因的片段之后,人们更迫切地想知道基因片段能否使这种神秘动物复活,有人甚至已经开始预言:恐龙就要复活了。然而,复制恐龙远非人们想像的那么简单。众所周知,每一种生物都是由千千万万种基因够成,所以,要复制恐龙,起码要弄清楚恐龙是由几种基因组成的。

这是很不容易的。自从孟德尔发现基因以来,已经有百余年的历史,人类尚未完成破译自身体内的基因,要了解在数千万年前就已经灭绝的恐龙的基因就更难了。北京科学家找到的只是几个不完整的基因片段。

有人可能会提出这样的问题:如果有一天拥有了一只恐龙的全部基因,可不可以复制出恐龙来?科学家认为,由基因转换为生物的每一个器官,如鼻子、眼睛等,要具备复杂的发育条件。有人把生物各器官发育的过程归结于进化?然而目前人类对生物体由基因发育成个体的完整过程并不了解?因此可以这样说,复制恐龙只是现代科学幻想,至少在可以预见的未来,这还是天方夜谭。

那么,恐龙基因片段的发现到底有什么意义呢?以往人类对古生物的研究主要是形态学方面的,比如通过骨骼化石来推断它的身体形状、大小。而从基因入手进而研究有机生命是探索生命起源的基础。 国外有的科学家曾提出:基因分子经过400年就会完全分解。国外有科学家提供了和中国科学家提取的基因片段相反的证据,如果这些基因片段能证实为恐龙的话,就会使人类对古生物的研究推进到新的水平。比如,如果能找到恐龙皮肤的基因,人们就可以知道恐龙是什么颜色的。如果找到恐龙大脑的基因,就可以通过研究它所包含的遗传信息了解恐龙大脑的形状等等。

总之,如果能发现古生物化石的基因片段乃至基因分子,就能为研究生命的起源、古生物物种的起源与进化,特别是灭绝生物种的原因,提供重要的依据。