巴西恐龍骨骼內的微小結構
研究人員在一隻約 1.15 億年前生活於巴西的恐龍腿骨內，發現長約 23 微米、寬約 20 微米的微小結構，以及一種用於血液的分子留下的化學痕跡。研究人員將這些結構解讀為礦化的紅血球，但一名獨立專家對此身分判定提出異議。
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這項研究於 2026 年 11 月 2 日刊登在《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences），研究對象是雙足行走的掠食者阿拉塔龍（Aratasaurus museunacionali），牠生活於白堊紀早期。化石出土於巴西東北部塞阿拉州的一座石膏礦。保存下來的骨骼包括右側大腿、小腿與足部的部分骨骼。
由澳洲伯斯科廷大學有機與同位素地球化學家克莉蒂・格萊斯（Kliti Grice）領導的團隊，檢測出血基質 B（heme B）及其經化學變化的相關物質 3,8-二乙基血基質 B（3,8-diethyl heme B）。血基質是含鐵成分，能協助紅血球中的主要氧氣運輸蛋白血紅素發揮作用。
研究人員特別重視在骨骼內微小結構中發現這些化學物質；這些結構位於骨骼的血管管道內，也就是曾經輸送血管的通道。先前研究曾在恐龍化石中辨識出可能是血球的形狀。這個團隊主張，結構所在位置、礦物保存狀態與化學證據相互結合，使他們的論證更有力。
研究第一作者格萊斯以地質時間中留存的痕跡形容這項發現：
我們找到的不是一管恐龍血液。我們看到的是古代生物留下的礦物與分子回聲，而這在科學上有趣得多。
身世特殊的年輕掠食者
阿拉塔龍身長約 3.1 公尺，估計體重約 35 公斤。研究的個體死亡時可能約 4 歲，屬於幼年或年輕成年個體，當時可能還在生長。
這具化石出土於佩德拉布蘭卡礦區，位於羅穆阿爾多地層，屬於阿拉里皮高原區域，地點接近塞阿拉州、伯南布哥州與皮奧伊州交界。該地層以化石保存狀況異常良好聞名。
研究共同作者、巴西國家博物館古生物學家亞歷山大・凱爾納（Alexander Kellner）表示，這隻動物的遺骸沉到了古湖底部。骨骼大部分已散失，但留下的腿骨材料，最終同時提供了解剖學資訊與化學分析樣本。
這件標本也挺過了更近代的災難。2018 年巴西國家博物館遭大火重創時，化石正在館內進行整理。凱爾納指出，存放化石的區域未被火勢波及。
從石膏礦到分子研究
這項發現是近 20 年來巴西與國際研究人員合作的成果。化石整理過程中留下的小碎片，成為儀器分析的珍貴材料，這些儀器能偵測極微量的有機化合物。
- 2008 年：化石在塞阿拉州一座石膏礦中出土，並送往桑塔納杜卡里里市的普拉西多・西達德・努文斯古生物博物館。
- 2016 年：標本送往里約熱內盧的國家博物館進一步研究。
- 2018 年：化石躲過國家博物館大火。
- 2020 年：由茱莉安娜・薩揚（Juliana Sayão）領導的團隊將阿拉塔龍（Aratasaurus museunacionali）描述為新物種。
- 2026 年 11 月 2 日：關於其微小結構與血液相關化學物質的研究刊登於《美國國家科學院院刊》（PNAS）。
參與這項新研究的巴西研究人員包括卡里里區域大學的雷南・班廷（Renan Bantim）與安東尼奧・薩賴瓦（Antônio Saraiva），以及里約熱內盧聯邦大學國家博物館的薩揚與凱爾納。德國、日本與美國的研究機構也有研究人員參與。
研究人員如何將形態與化學證據連結起來
研究團隊結合顯微鏡觀察、礦物分析與分子化學。每種方法都用來解答謎題的不同部分：這些結構的外觀、保存它們的物質，以及仍留存的有機化合物。
研究人員以高效液相層析分離從化石中萃取的化合物，再透過質譜分析其分子質量與化學特徵，協助辨識這些化合物。研究人員也將測量結果與現代標準品比對，包括紫外光與可見光的吸收情形。
拉曼光譜與電子顯微鏡則提供另一層證據。拉曼分析利用光與材料互動的方式揭示其化學性質；電子顯微鏡則能呈現一般光學顯微鏡看不見的細節。這些方法合併使用，有助於研究人員確認微小結構內的血基質相關訊號。
格萊斯表示，這項研究的價值在於將多項觀察結果連結到同一個實際位置。萃取物中出現與血液相關的分子，是一項線索；若能在前血管內的特定結構中找到這些化學物質，研究人員就能提出更具體、可供檢驗的解釋。
研究團隊也檢視了可能的污染來源，認為周遭微生物或植物不太可能是所檢測出血基質的來源。這項評估十分重要，因為化石骨骼在數百萬年間會接觸沉積物、水與生物，這些來源都可能帶入自身的有機物質。
錳礦物或能解釋保存狀況
研究人員在被辨識為紅血球的結構中，發現了黑錳礦（hausmannite），一種天然形成的氧化錳礦物。研究人員推測，化石化早期形成的礦物，可能在細胞形狀因分解而消失前，先將其穩定或複製保存下來。
快速掩埋也可能有所助益。研究團隊提出的解釋涉及低氧環境與微生物席，也就是共同生活在表面上的微生物薄層。這類環境可能減緩腐敗，同時創造礦物保存的條件。
研究團隊提出的過程，將掩埋環境與微觀證據連結起來：沉積物覆蓋遺骸，當地特殊的化學條件促成礦物形成，而部分有機化合物則與形成的結構一同保存下來。這個過程的時序與化學步驟，仍是對化石狀況異常良好的推測性解釋。
血基質遠比完整的血紅素蛋白小。因此，找到血基質及其變化產物，讓研究人員得以接觸這種仍留存的生物化學成分。取得的材料是礦化結構與分子痕跡，而非保存下來的液態血液。
獨立專家為何質疑這些結構是細胞
未參與這項研究的北卡羅來納州立大學分子古生物學家瑪麗・施韋策（Mary Schweitzer），質疑這些微小結構的判定。她的異議集中在其形狀、大小，以及缺少鳥類和爬蟲類等動物紅血球預期可見的特徵。
成熟的人類紅血球會失去細胞核，也就是容納遺傳物質的區室。鳥類和爬蟲類的紅血球則保留細胞核，通常會形成明顯的隆起。施韋策表示，化石中的結構看起來較凹，且沒有這種隆起。
施韋策也認為，這些結構比哺乳類以外大多數動物的紅血球小。她談到這些結構的外觀時表示：
形態上的相似性並不存在。
研究作者根據多項證據綜合判斷：血管管道內有大量結構、這些結構已礦化，且周邊有與血基質相關的化學訊號。施韋策認同源自生物體的分子能在地質時間中保存下來，也肯定運用新分子技術的價值，但仍不認為這些特定結構是紅血球。
因此，雙方的核心分歧在於這些結構的身分。研究作者認為，這些是有化學證據支持的細胞遺骸；施韋策則認為，其可見的解剖形態與這隻恐龍應有的細胞不符。
與鳥類血球的比較帶來什麼發現
化石結構的平均長度為 22.97 微米，寬度為 19.54 微米。1 微米等於千分之一毫米，因此這些物體小到肉眼完全無法觀察。
研究中列出的比較資料顯示，現代鳥類紅血球寬約 7.5 至 13 微米。根據這些數字，化石結構的寬度約為鳥類紅血球的 1.5 至 2.6 倍。研究人員形容它們近乎球形，而現代鳥類紅血球則呈現較明顯的長形。
以鳥類作比較，以及施韋策以更廣泛的動物類群作比較，會對大小得出不同評估。她的批評也包括結構呈凹形、缺少細胞核隆起；單靠尺寸測量無法解決這些問題。
細胞尺寸令研究人員感興趣，因為氧氣運輸與動物的能量需求有關。研究團隊希望，分子研究未來能協助探討已滅絕動物的血液演化、新陳代謝與活動能力。研究並未對阿拉塔龍的體溫或活動程度提出直接估算。
膠原蛋白痕跡增添另一項古生物學線索
研究人員也在化石中找到與膠原蛋白相關的胺基酸。膠原蛋白是骨骼與其他結締組織中含量豐富的結構蛋白質。胺基酸是構成蛋白質的小型化學單位。
這些發現將研究範圍從血液化學擴大到其他面向。骨骼保存了與支撐組織相關的證據，以及與氧氣運輸有關的化合物，讓研究人員得以檢視不只一類古代生物材料。
研究並未取得完整的古代膠原蛋白，也沒有恐龍 DNA。格萊斯解釋，承載複雜生物資訊的大分子，其保存特性與小分子及經化學變化的殘留物不同。
這項發現相關報導所提及、目前年代最古老的 DNA，來自格陵蘭沉積物，年代約為 200 萬年前。阿拉塔龍化石則約有 1.15 億年歷史。對這件化石的研究，探討的是特定化學痕跡如何在遠長於此的時間跨度中留存。
格萊斯表示，這項研究鼓勵科學家持續探究生物資訊能保存多久：
這項研究鼓勵我們繼續測試分子保存的極限，而不是預設所有生物資訊都必定會在經過某段時間後消失。
博物館中的化石碎片或藏有更多線索
阿拉塔龍的分析仰賴化石整理後留下的微小碎片。這項細節對博物館具有實際意義：過去整理時保存下來的碎片，可能含有舊方法無法偵測的化學物質。
有些分子檢測需要研磨或以其他方式消耗樣本，因此選擇標本十分重要。殘留碎片可作為這類分析的材料，同時讓主要化石保留完整，供解剖學研究與展示使用。
後續研究可檢驗其他標本中是否也有類似的血管結構、礦物與血基質化學特徵組合。不同化石間的比較，也有助於研究保存過程，並釐清對細胞身分的歧見。
科廷大學地球與行星科學學院院長馬丁・范克拉嫩東克（Martin Van Kranendonk）也指出，這項研究可能應用於天體生物學，也就是研究宇宙中的生命。了解哪些生物痕跡能在地球的嚴苛條件下留存，有助於搜尋其他地方的古代生命痕跡。
對古生物學而言，眼前的機會就在身邊：利用能將化石微觀解剖構造與化學特性連結起來的儀器，重新檢視熟悉的收藏品。這件巴西標本說明，即使是不完整腿骨留下的幾塊碎片，也值得重新檢視。
重點整理
- 一項於 2026 年 11 月 2 日刊登的研究，在一件約有 1.15 億年歷史的恐龍化石中，辨識出與血基質相關的化合物。
- 這件化石屬於一隻來自巴西塞阿拉州的年輕阿拉塔龍（Aratasaurus museunacionali），身長約 3.1 公尺。
- 研究人員認為，骨骼血管管道內的微小結構是礦化紅血球。
- 獨立古生物學家瑪麗・施韋策不認同這項判定，理由是這些結構的形狀、大小，以及缺少細胞核隆起。
- 黑錳礦形成，以及在低氧環境中快速掩埋，可能有助於保存這些結構與化學物質。
- 研究團隊也檢測出與膠原蛋白相關的胺基酸，但沒有找到完整古代蛋白質或恐龍 DNA。
- 研究結果讓研究人員有機會檢視博物館既有化石碎片中的分子痕跡。
