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2017-02-01同步輻射中心發現恐龍化石年代最久遠膠原蛋白
422 期
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【本刊訊】由國家同步輻射研究中心李耀昌等人組成的研究團隊,利用國家同步輻射研究中心的加速器光源,在1.95億年前雲南祿豐龍肋骨化石的微血管通道中,發現完整的膠原蛋白及赤鐵礦微粒聚晶 (Hematite),這是目前已知保存完整的膠原蛋白中,年代最久遠的。
和過去科學家將恐龍骨頭溶解後再萃取出膠原蛋白的破壞性檢測不同,此研究使用10微米高解析度「同步輻射紅外光譜顯微術(IMS)」在厚度約30微米的化石試片, 進行非破壞式二維空間掃描, 並比對「分子指紋(Molecular Fingerprint)」後,證實在祿豐龍肋骨化石的微血管通道中發現第一型膠原蛋白,而第一型膠原蛋白為血管壁的主要成份。
傳統古生物學家認為,化石內只會留下骨頭等礦物質,有機物質在石化過程中會消失。近年來越來越多證據顯示,在某些特定條件下,膠原蛋白等有機物質可能在化石裡保存數億年。
李耀昌表示,利用加速器光源進行非破壞性檢測,呈現膠原蛋白在化石中的原始樣貌,也了解膠原蛋白週圍環境的影響因子, 有助解開膠原蛋白保存1.95億年的關鍵。
在此研究中發現,祿豐龍的膠原蛋白被「赤鐵黏結層(Hematite Cementation)」緊密包覆著,功能類似食品的防腐抗菌包裝, 能保護膠原蛋白不被細菌等外來物分解。赤鐵黏結層是由赤鐵礦微粒聚晶組成,主要成份為血紅素及其他含鐵蛋白分解後的產物,其中鐵離子扮演抗氧化劑的角色,降低膠原蛋白被分解的機率。
李耀昌表示,DNA非常脆弱,經過數億仍然存在的機會微乎其微。但即使未能取得恐龍DNA,未來若進一步將膠原蛋白作「蛋白質序列解析」,並比對現生生物中的恐龍近親,例如:鳥類、鱷魚等,將有助科學家瞭解恐龍的生理機制,可望揭開恐龍起源及演化之謎。
國家同步輻射中心,〈科學新發現! 天然防腐劑保存恐龍膠原蛋白達1.95億年〉,2017年2月7日。