恐龙的组织是如何在深时间中保存下来的?

自从玛丽·史怀哲在一个霸王龙在2004年发现的化石中，科学家们一直试图弄清一些生物组织和细胞是如何在古代生物体内保存下来的。

最流行的假设涉及一个被称为“交联”的过程。与甲醛被用来固定和保存组织的方式类似，交联也可以“固定”包括恐龙在内的古代生物的组织。(还记得七年级的青蛙解剖吗?是的，那些青蛙是通过与甲醛交联保存下来的。)

“像甲醛这样的固化剂可以防止组织降解——在某种程度上，它们使组织不易被细菌消化，”北卡罗来纳州立大学的博士候选人、《生物医学杂志》一项研究的主要作者兰登·安德森说地球科学评论．“但是有许多不同的化学途径可以导致交联。这项研究表明，至少有两种更流行的假设实际上共享一条化学途径，并且有相当多的重叠。在很多情况下，它们是一回事。”

施韦策和她的同事们对交联的一个假设是，某些溶解的金属(如铁)驱动了氧化。

简单地说，铁，可能来自血红蛋白(血液)，与氧反应，破坏生物分子，如脂肪、蛋白质、碳水化合物和DNA。它通过制造自由氧“自由基”——一种可以破坏生物分子的高活性氧分子来达到这一目的。受损的生物分子彼此形成交联(或键)，从而稳定其受损的结构。最终的结果是通过交联改变了生物分子，从而稳定了整个组织。

古生物学家贾斯米娜·维曼(Jasmina Wiemann)和她的同事提出的另一个主要的交联假说依赖于脂肪和碳水化合物的羰基作为交联的起点。羰基就是碳原子，在某种意义上，与氧原子紧密相连。但它们容易与一些生物分子发生反应，比如蛋白质和DNA。最终的结果与自由基一样:交联的生物分子和古老组织的稳定。

“这些假设并不相互排斥，”安德森说。事实上，施韦策描述的过程，自由基破坏生物分子，可以产生交联或新的羰基。所以在某些方面，它可能是维曼假设的先驱。”

羰基可以通过多种方式形成，而不仅仅是通过自由基，所以这就是施韦策和维曼的假设出现分歧的地方。但两条路都通向交联。

安德森说:“因为我们没有意识到这些过程可能来自同一个起点，并共享一个步骤，所以这些假设被单独提出。”“但我想展示这些想法背后的化学原理，它合理地解释了我们在恐龙身上看到的软组织和细胞，例如恐龙。事实上，这篇论文中的化学成分可能描述了各种原始细胞组织的保存，包括被困在琥珀中的脊椎动物和其他生物，古代羽毛和皮肤的“碳化”痕迹，甚至恐龙的“木乃伊”。

这两种假设加在一起，并不能回答所有关于软组织保存的问题。还有很多东西有待探索。

除了最佳保存条件外，安德森的研究还深入研究了碳化和硫化的过程。关于主要的保存途径在不同的环境条件下是如何变化的问题仍然存在，但安德森认为，揭开所涉及过程背后的一般化学理论是重要的第一步。

安德森说:“我们知道，保存的原因主要是各种各样的交联。”“现在我们有了一些关于保存假设的化学背景。我们需要克服那种认为这种保护永远不可能发生的想法。这当然是合理的，而且我们有可靠的理论基础来解释为什么。”