恐竜の血の痕跡、ブラジルの脚の骨に1億1500万年残っていた

ブラジル北東部で発見された肉食恐竜の脚の骨の内部から、地球化学者らが、かつて血管が通っていた管に詰まった小さな球状体を発見した。これらの球状体は血液に関連する化学的性質を示しており、赤血球が酸素を運ぶために使うタンパク質であるヘモグロビンの中心部に位置する鉄含有分子、ヘムを保持している。

この同定が正しければ、化石となった赤血球が骨の内部に元の位置を保ったまま、ヘムと化学的に結びつけられた初めての例となる。これは、壊れやすい生体分子がどれほど長く残存できるかという限界を押し広げることになる。この恐竜はAratasaurus museunacionali（アラタサウルス・ムセウナシオナリ）と呼ばれ、1億年以上前の前期白亜紀に生息していた。その骨はすでに、ブラジル国立博物館を焼け跡にした火災という、ひとつの現代の災害をも生き延びている。

オーストラリアのカーティン大学の有機地球化学者クリティ・グライス（Kliti Grice）氏が主導し、『米国科学アカデミー紀要（PNAS）』に掲載されたこの研究では、これらの球状体は1億1500万年にわたって保存された鉱物化した赤血球であると説明されている。「1億1500万年前の赤血球に由来する無傷のヘム分子を検出できたことは驚くべきことであり、まさに画期的な発見です」とグライス氏は大学の声明で述べている。

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研究チームが何を発見しなかったかも、発見したことと同様に重要である。ここには恐竜のDNAも無傷のヘモグロビンタンパク質も存在せず、あるのはヘム環と、化学的に変化したその類縁体のみである。グライス氏はロイター通信に対し、この結果は「恐竜の血液のバイアル瓶」ではないと述べている。「私たちが見ているのは、古代の生物学的な鉱物と分子の残響であり、それは科学的にはるかに興味深いものです」と彼女は語った。

火災から生まれた恐竜

アラタサウルスは、2008年にセアラ州サンタナ・ド・カリリ近郊のミナ・ペドラ・ブランカ石膏鉱山で発見された、部分的な右脚一本のみから知られている。残りの骨格は採掘中に粉砕され失われた。この脚はまずプラシド・シダーデ・ヌーヴェンス古生物学博物館に送られ、そこで骨組織を研究するために薄片に切断された後、2016年にリオデジャネイロの国立博物館に移された。

2018年9月2日、同国最古の科学機関である同博物館を火災が襲い、推定2000万点の所蔵品のうち約92%が破壊された。脚が保管されていたエリアは被害を免れた。2020年にジュリアナ・サヤン（Juliana Sayão）氏と同僚らがこの動物を正式に命名した際、彼らはトゥピ語で「生まれる」を意味する「ara」と「火」を意味する「atá」を組み合わせ、その種を博物館に捧げた。すなわち、国立博物館の火災から生まれた恐竜である。サヤン氏と同博物館の古生物学者アレクサンダー・ケルナー（Alexander Kellner）氏は、今回の論文の共著者でもある。

骨の成長線は、この個体が死亡した時点で約4歳、全長約3メートルでまだ成長途中の若い獣脚類であったことを示唆している。この恐竜は、後にティラノサウルス類や、最終的には鳥類を生み出した二足歩行の捕食者の一群であるコエルロサウルス類に属していた。

研究手法

グライス氏は恐竜の血液を探していたわけではない。彼女の研究室は、生物本来の化学的性質が化石化の過程でどの程度残存するかを研究している。顕微鏡で観察すると、アラタサウルスの脚の血管管は、長さ約23マイクロメートル、幅約20マイクロメートルの小さな楕円体で満たされていることが判明した。これは人間の赤血球の直径の約3倍にあたる。

形状だけでは何も証明できない。鉱物や微生物も、細胞と見まがうような構造を作り出すからだ。そこで研究チームは、顕微鏡観察、鉱物分析、分子地球化学を組み合わせた。骨の抽出物は、混合物を成分ごとに分離してそれぞれの質量を測定する高速液体クロマトグラフィー質量分析法（HPLC-MS）にかけられた。その結果、ヘモグロビンに最も多く含まれるヘムBと、3,8-ジエチルヘムBと呼ばれる変化した類縁体が見つかり、後者の方が約90倍も豊富に含まれていた。言い換えれば、ヘムの大部分は化石化の過程で化学的に変化していたのである。

続いて行われた分光分析により、ヘムの核となる環状構造であるポルフィリンのシグネチャーが、細胞のようなこれらの構造体そのものの内部で検出され、元素マッピングでは同じ箇所に鉄、窒素、炭素が存在することが示された。「重要なのは、化学分析をin situ（その場）で行ったことです。これにより、化学シグナルを化石内の物理的な文脈における微細構造と関連付けることができました。化石の一片から分子を抽出して、どこから来たのかを推測するよりも、はるかに強力な手法です」とグライス氏は『ライブ・サイエンス』に語っている。

汚染（コンタミネーション）を確認するため、研究者らは周囲の岩石も同様の方法で分析した。岩石からはヘムBは検出されず、脚が埋まっていたマットを形成した光合成微生物の色素であるクロロフィルとバクテリオクロロフィルのシグネチャーのみが見つかった。また、骨からは、骨に強靭さを与えるタンパク質であるコラーゲンに特徴的なアミノ酸、ヒドロキシプロリンも検出された。

血液の化学的痕跡がこれほど長く残った理由

細胞のような構造体は、マンガン酸化鉱物であるハウスマン鉱で覆われている。研究チームは、これが早期に形成され、構造体が朽ちる前に密閉するタイムカプセルのように機能したと推測している。また、死骸が微生物マットに覆われた低酸素環境に急速に埋没したことで、通常の分解が遅れたと考えている。

「初期の鉱物化が、微視的な生体構造が完全に破壊される前にそれを安定化または複製するのに役立ち、関連する化学的性質の一部も変化した形で残存したと考えています」とグライス氏は『ライブ・サイエンス』に語っている。大学の声明ではさらに踏み込み、「これらの発見は、ヘモグロビンなどの特定の生体分子は地質学的な長期間にわたって残存できないという長年の前提に挑戦するものです」と述べている。

この前提は何十年も前から疑問視されてきた。1990年代後半にはティラノサウルス・レックスの骨からヘム含有化合物が報告され、2015年の研究では7500万年前の恐竜標本に赤血球とコラーゲン様繊維の可能性があるものが記載された。どちらの主張も激しく議論された。今回の論文の違いは、粉砕した粉末ではなく、骨内部の特定の構造に化学的痕跡を結びつけている点にある。

未解決の論点

これらが血球であるという見解に全員が同意しているわけではない。恐竜の化石に血管や軟組織が保存されていることを報告してきたノースカロライナ州立大学の分子古生物学者メアリー・シュバイツァー（Mary Schweitzer）氏は、今回の研究には関与していない。「内在性の分子が地質学的時間を超えて何らかの形で残存し、そこから多くを学べるという点には同意します」と彼女は『ライブ・サイエンス』に語った。「しかし、彼らが図示した画像が残存した赤血球であるとは、いくつかの理由から確信していません」。

彼女の主な反論は形状にある。哺乳類の赤血球は核を失っているが、鳥類や爬虫類は核を保持しており、そのため各細胞の中央には盛り上がりがある。しかしアラタサウルスの構造体は凹んでおり盛り上がりがなく、非哺乳類のほとんどの赤血球よりも小さいため、「形態的な類似性は満たされていません」とシュバイツァー氏は述べている。これらの細胞は鉱物化する前に押しつぶされたり破裂したりした可能性もあるし、恐竜の赤血球が現生の近縁種とは単純に異なっていた可能性もあるが、どちらの考えも検証されていない。シュバイツァー氏は、細胞の同定よりも、ヘムとコラーゲンの化学的痕跡の方が説得力があると述べている。

第二の疑問点は汚染の可能性である。論文自体も、ヘムを生成する微生物の存在を完全には否定できないと認めている。2019年にセントロサウルスの骨を調査した研究では、化石内部に生息する繁栄した微生物群集と、近年の有機物が発見されており、埋没した骨が独自の化学的性質を持つ生息環境になり得ることを示している。周囲の岩石からきれいな結果が得られたことは外部からの混入には否定的だが、骨内部に生息していた微生物の可能性を排除することはできない。

その他の限界は規模に関するものである。これは、1つの地点で見つかった1匹の個体の1本の脚に基づくものだ。ヒドロキシプロリンは構成要素であり、コラーゲンタンパク質やその配列ではない。また、今回の研究ではヘモグロビンのタンパク質部分は何も示されていない。ハウスマン鉱のタイムカプセル説は提案された経路であり、研究室で誰かが再現した実験結果ではない。

恐竜の血液に関するよくある質問

科学者たちは本当の恐竜の血液を発見したのか？

液体の血液ではない。彼らが発見したのは、赤血球のように見える構造物が鉱物化したものと、それらに関連するヘム分子である。そのヘムの大部分は、1億1500年の間に化学的に変化していた。

この化石から恐竜のDNAは復元できるのか？

できない。この研究ではDNAは報告されておらず、グライス氏はそれを発見することが目的では決してなかったと強調している。これまでに回収された最古のDNAは、約200万年前のグリーンランドの堆積物からのものであり、あらゆる恐竜よりもはるかに新しい。

ヘムとは何か？

ヘムは、中心に鉄原子を持つ環状の分子である。ヘモグロビン分子1つにつき4個のヘムが含まれており、これが血液中で酸素を結合する役割を担っている。ヘムBはその最も一般的な形態である。

アラタサウルスはどのような恐竜か？

初期のコエルロサウルス類で、軽量な体格の二足歩行の捕食者であり、全長約3メートル。ブラジル北東部の前期白亜紀に生息していた。ブラジル国立博物館が所蔵する部分的な右脚のみから知られている。

今後の展望

論文は2026年11月2日付でPNASにオンライン掲載された。カーティン大学、海洋研究開発機構（JAMSTEC）、国立博物館、カリリ地域大学、ジョンズ・ホプキンズ大学の研究者を含むチームは、同じin situアプローチを用いて、絶滅動物における血液、代謝、活動レベルの進化を研究したいと考えている。

その研究のために新たな発掘は必要ないかもしれない。「本当にエキサイティングな示唆は、驚くべき分子情報がすでに世界中の博物館コレクションに眠っており、私たちが古い化石に新しい疑問を投げかけるのを待っているかもしれないということです」とグライス氏は『ガーディアン』に語っている。その可能性を開いた化石は、博物館が炎上したとき、まさにそうした収蔵品の中にあった。

参考文献：Grice et al., “Heme signatures in mineralized red blood cells within vascular canals of a 115-million-year-old dinosaur bone,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026. DOI: 10.1073/pnas.2614248123

タグ: 古生物学, 恐竜, Curtin University, Aratasaurus, ブラジル国立博物館, ヘモグロビン

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