软组织显示侏罗纪鱼龙是有鲸脂和伪装的温血动物

根据一个包括来自北卡罗来纳州立大学和瑞典隆德大学科学家的国际研究小组的研究，一种古老的类似海豚的海洋爬行动物就像它的远亲一样。对侏罗纪(1.8亿年前)狭鳍鱼龙的分子和微结构分析表明，这些动物最有可能是具有绝缘脂肪的温血动物，并利用它们的颜色作为捕食者的伪装。

“鱼龙很有趣，因为它们与海豚有许多共同的特征，但它们与那些海洋哺乳动物完全没有密切的关系，”该研究的合著者、北卡罗来纳州立大学生物科学教授玛丽施韦策(Mary Schweitzer)说。北卡罗来纳自然科学博物馆和隆德大学客座教授。“我们也不完全确定它们的生物特征。它们与现存的海龟等海洋爬行动物有许多共同特征，但我们从化石记录中知道它们的存在，这与温血有关。这项研究揭示了这一点。一些生物之谜。”瑞典隆德大学副教授约翰林格伦是描述这项工作的论文的主要作者，他建立了一个国际团队，分析了来自德国霍尔茨Holzmaden采石场的1.8亿年前的Stenopterygius化石。“身体轮廓和内脏残余清晰可见，”林格伦说。“值得注意的是，化石保存完好，可以观察到皮肤中的个别细胞层。”

研究人员发现，细胞样微结构包含化石皮肤中的色素细胞器，以及被认为是肝脏的内部器官的痕迹。他们还观察到一种与脊椎动物脂肪化学成分一致的物质，这种物质只存在于无论环境条件如何都能保持体温的动物体内。林德格伦把化石样本寄给了国际同行，包括施韦策。该团队进行了各种高分辨率分析技术，包括飞行时间二次离子质谱(ToF SIMS)、纳米级二次离子质谱(NanoSIMS)、热解-气相色谱/质谱，以及免疫组织化学分析和各种显微技术。

北卡罗来纳州的研究助理施韦策和郑文霞从样本中提取了软组织，并进行了许多高分辨率的免疫组织化学分析。“我们开发了一组抗体，应用于所有样本，并看到了差异结合，这意味着特定蛋白质的抗体-如角蛋白或血红蛋白-只结合特定区域，”Schweitzer说。“这证明了这些抗体的特异性，并且有强有力的证据表明不同的蛋白质存在于不同的组织中。例如，你不会期望在肝脏中发现角蛋白，但你会期望血红蛋白。这正是我们在反应中看到的。这些样本用于不同的抗体和其他化学工具。”林格伦的实验室还发现了皮下脂肪的化学证据。“这是鱼类中温血动物的第一个直接化学证据，因为鲸脂是温血动物的特征，”Schwaetzer说。

综合来看，研究人员的研究结果表明，Stenopterygius的皮肤与鲸鱼的皮肤相似，它的颜色与许多现存的海洋动物相似——顶部深色，底部浅——这将为捕食者提供伪装，如上面的蚱蜢，或下面的上龙。“从形态学和化学的角度来看，我们发现虽然Stenopterygius被认为是一种‘爬行动物’，但它们失去了与这些动物相关的鳞状皮肤——就像现代棱皮龟一样，”Schweitzer说。"失去鳞片会减少阻力，增加水下机动性. "这种动物的保存是不寻常的，尤其是对于海洋环境来说——然而，霍尔兹梅登的形成以其特殊的保存而闻名。这个标本给了我们更多的证据，证明这些组织和分子可以长期保存，这种软组织分析可以阐明进化模式，关系以及古代动物如何在其环境中运作。“我们的结果在实验室中具有可重复性和一致性。这项工作真正展示了我们在对特殊标本进行多学科、多机构研究时能发现什么。”

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