立場新聞 Stand News

實驗室製作人工化石 助科學家揭開恐龍真貌

2018/8/16 — 16:23

實驗室製作的人工化石,圖片來源:EVAN SAITTA/FIELD MUSEUM/UNIVERSITY OF BRISTOL AND TOM KAYE/FOUNDATION FOR SCIENTIFIC ADVANCEMENT

實驗室製作的人工化石,圖片來源:EVAN SAITTA/FIELD MUSEUM/UNIVERSITY OF BRISTOL AND TOM KAYE/FOUNDATION FOR SCIENTIFIC ADVANCEMENT

恐龍究竟是甚麼模樣,擁有怎樣的羽毛,而牠們又是甚麼顏色?考古學家要解開此類問題,一般都需要靠「運氣」——軟組織一般難以保存至今。不過,芝加哥菲爾德自然史博物館研究人員卻找到一個方法,讓他們可窺探到史前恐龍的真面目。

化石是了解史前生物的最重要線索之一,問題是,究竟科學家能否準確解讀到這些有數千萬年歷史的化石,是代表甚麼呢?芝加哥菲爾德自然史博物館研究人員 Evan Saitta 認為:「要研究化石及正確解讀它們⋯⋯你需要知道它們怎樣形成。」

Saitta 並不是唯一一位有此想法的科學家。曾經有不同研究人員嘗試以人工方法,將生物部份製作成化石,以此測試哪一種結構可以在化石中保存,又有哪些不能保存。問題是,此方法卻會忽略了現實中影響化石形成的生物及地質因素。近年有科學家轉而採用油企測試化石燃料化學原素的方法,先以黃金套著雀鳥羽毛,再施予高壓及高溫。此方法雖然能保存著羽毛,但整個化石卻變得與煤碳般黑。

廣告

Saitta 則嘗試以其他方法製作化石。他們先以黏土板包裹著雞羽毛、蜥蜴腳和頭,並將其放在鋼活塞中。之後,研究人員再以液壓機施加 3,500 磅壓力。此方法可以將黏土板變成如同只有 1.25 cm 厚的沉積岩般。之後,研究人員再將其以 250°C 加熱 24 小時。這個過程可模擬到有千萬年歷史的化石樣本。

鑿開人工化石後,化石上保存了動物的骸骨結構,以及深黑色的一層。人工化石幾可亂真,甚至有沒有參與研究的考古學家向他們查問,樣本是屬於哪一個時期。研究人員指,化石深黑色紋路勾劃著羽毛原來的外貌。研究人員認為,化石上的黑色紋路是由裝載著黑色素的微型結構組成。不過,動物羽毛的肌肉組織、體脂,角蛋白則在製作過程中流失。研究人員認為,此結果反映身體不同部份能否在化石中保存,當中關鍵並非腐爛程度,而是該組織能否抵受高溫高壓的「煎熬」。

廣告

之前已知黑色素可以在化石中保存 2 億年,而今次發現更首次顯示黑色素黑色素可讓羽毛等軟組織留下蹤跡,而非如同以往估計般,黑色素會殘留於角蛋白之中。此方法更可用於解決一連串問題,包括了解不同色素化學成份會怎樣隨時間改變,由此幫助科學家重新建構恐龍的顏色。另外,方法也可幫助科學家測試膠原蛋白能否在數百萬年歷史的化石中保存。

研究人員將會繼續測試方法,包括先讓身體組織腐化後,才將其製作成化石。另外也會嘗試在化石製作過程中加入水份,以模擬地下水份對化石構成的影響。 

參考資料:
Science, These labmade fossils could reveal how dinosaurs really looked, 14 August 2018

報告:
Saitta, E.T., Kaye, T.G. & Vinther, J. (2018). Sediment‐encased maturation: a novel method for simulating diagenesis in organic fossil preservation. Paleontology, Published Online. DOI: 10.1111/pala.12386

文/Edward Ho、審核/Alan Chiu

發表意見