史前恐龙骨骼是微观生活的家园

侏罗纪公园的粉丝们，这是个坏消息，科学家从古代DNA克隆恐龙的几率几乎为零。这是因为DNA会随着时间的流逝而分解，并且稳定性不足以保持数百万年的完整性。尽管蛋白质，使我们的身体结构化并帮助其运作的所有生物分子更加稳定，即使它们可能无法存活数千万或数亿年。在eLife上发表的一篇新论文中，科学家们一直在寻找恐龙化石中保存的胶原蛋白，即骨骼和皮肤中的蛋白质。他们没有发现蛋白质，但确实发现了生活在恐龙骨骼中的现代细菌的巨大菌落。

菲尔德博物馆的博士后研究员，主要作者埃文·塞塔（Evan Saitta）说：“这是开创性的新局面，这是我们第一次在埋入地下的化石中发现这种独特的微生物群落。” “而且我想说，这是棺材完整保存恐龙蛋白的另一个钉子。”

Saitta 在布里斯托大学的博士学位论文中开始研究化石中的有机分子。“我的博士研究重点是软组织如何化石以及这些物质如何分解。一些分子可以在化石记录中存活，但我怀疑蛋白质不能存活；在化石条件下，这些时间范围内它们不稳定， ” Saitta解释道。

但是，一些古生物学家报告说发现了恐龙骨骼，其中含有异常保存的蛋白质胶原蛋白痕迹以及诸如血液和骨细胞之类的软组织。赛塔说：“人们对这些所谓的恐龙蛋白的兴趣有所增加。” 因此，他着手尝试独立验证恐龙化石中胶原蛋白的存在。

Saitta竭尽全力在尽可能无菌的条件下收集恐龙化石，这样就不会将新的蛋白质或细菌引入化石并歪曲结果。他拿起镐，锯，喷灯，乙醇和漂白剂到加拿大艾伯塔省的恐龙省立公园。

A fluorescence microscopy image showing lit-up modern microbes that took up residence in a Centrosaurus fossil. Credit: Evan Saitta, Field Museum
塞塔说：“在一个单层中，骨骼比岩石多得多，这是多么荒谬的骨骼集中度。” 一个有很多骨头的地点是关键，因为缓慢而蜿蜒的挖掘将使化石开放更多的机会被地表世界污染。“要以一种非常有控制力的无菌方式收集这些骨头，您需要一个挖掘点，上面有大量的骨头，因为您必须快速找到骨头，露出足够多的一端才能知道它是什么，然后以无菌方式收集未暴露的骨头骨头和周围的岩石合而为一。” 赛塔（Saitta）从三角龙的小表亲Centrosaurus收集了7500万年前的化石，然后将骨头带回各个实验室检查其有机成分。

Saitta和他的同事们将Centrosaurus化石的生化组成与现代的鸡骨头，艾伯塔省化石遗址中的沉积物以及在Saitta的家乡Ponte Vedra海滩，佛罗里达州的海岸上冲刷了数千年的鲨鱼牙齿进行了比较。Saitta说：“我们参观了多个实验室，不同的技术为我们提供了一致且易于解释的结果，表明无菌收集已足够。” 他们发现，角龙化石似乎不包含新鲜骨骼或年轻得多的鲨鱼牙齿中存在的胶原蛋白。但是他们确实发现了另外一些东西：“我们看到了许多有关近期微生物的证据，”塞塔解释说。“这些骨头中显然有有机物。” 而且由于实验表明Saitta’

塞塔说：“我们在骨骼中发现了非放射性碳的死有机碳，最近的氨基酸和DNA，这表明骨骼正在容纳一个现代微生物群落并提供庇护。” 他认为，正如其他人先前所暗示的那样，现代微生物及其分泌物（称为生物膜）很可能是其他研究人员在化石中所见并报道为恐龙软组织的东西。他说：“我怀疑，如果我们开始对其他标本进行这种分析，它将开始解释一些所谓的恐龙软组织发现。”

令人惊讶的是，恐龙骨骼中存在的现代微生物与周围岩石中生活的细菌完全不同。塞塔说：“这是一个非常不寻常的社区。” “据我所知，有30％的序列与Euzebya有关，据报道仅从Etruscan墓和海参皮等地方报告过。”

Saitta和他的同事不确定为什么这些特殊的微生物生活在恐龙骨骼中，但是他并没有为细菌被化石所吸引而感到震惊。“化石骨头含有磷和铁，而微生物则需要磷和铁作为营养。骨头是多孔的，它们会吸收水分。如果您是生活在地下的细菌，您可能希望生活在恐龙骨头中，”他说。说。“这些细菌显然在这些骨骼中度过了快乐的时光。”

Saitta说，这一发现可能有助于进一步发展新兴的分子古生物学领域。“这是现代古生物学的新领域之一。我们开始进行一种非常不同的化石狩猎。我们不仅在寻找骨骼和牙齿，希望寻找新物种，还在进行分子化石狩猎-开辟了一条全新的证据来研究过去的生活。分子化石可以告诉我们我们从未想过可以研究的事物。区分现代与古代很重要。”