115 Millionen Jahre altes Dinosaurierfossil enthält Blutbestandteile, doch die Zellidentität ist umstritten

Winzige Strukturen in einem brasilianischen Dinosaurierknochen

In den Beinknochen eines Dinosauriers, der vor etwa 115 Millionen Jahren in Brasilien lebte, wurden mikroskopische Strukturen von etwa 23 Mikrometern Länge und 20 Mikrometern Breite sowie chemische Spuren eines Moleküls gefunden, das im Blut vorkommt. Forschende deuten die Strukturen als mineralisierte rote Blutkörperchen, doch ein unabhängiger Spezialist stellt diese Identifizierung infrage.

Die am 2. November 2026 in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Studie untersuchte Aratasaurus museunacionali, einen Räuber, der während der frühen Kreidezeit auf zwei Beinen unterwegs war. Das Fossil stammt aus einer Gipsmine im nordostbrasilianischen Bundesstaat Ceará. Zu den erhaltenen Knochen gehören Teile des rechten Oberschenkels, des Unterschenkels und des Fußes.

Ein Team unter Leitung von Kliti Grice, einer organischen Geochemikerin und Isotopengeochemikerin an der Curtin University im australischen Perth, wies Häm B und eine chemisch veränderte verwandte Verbindung namens 3,8-Diethyl-Häm B nach. Häm ist der eisenhaltige Bestandteil, der Hämoglobin, dem wichtigsten Sauerstofftransportprotein in roten Blutkörperchen, seine Funktion ermöglicht.

Besonderes Gewicht legen die Forschenden darauf, dass sie die chemischen Spuren in winzigen Strukturen innerhalb der Gefäßkanäle des Knochens fanden, also in den Kanälen, durch die einst Blutgefäße verliefen. Frühere Studien hatten mögliche Formen von Blutkörperchen in Dinosaurierfossilien identifiziert. Dieses Team argumentiert, die Kombination aus Fundort, mineralischer Erhaltung und chemischen Belegen mache seine Schlussfolgerung belastbarer.

Grice, die Erstautorin der Studie, beschrieb die Entdeckung als Spuren, die geologische Zeiträume überdauert haben:

Wir haben kein Fläschchen mit Dinosaurierblut gefunden. Was wir sehen, ist ein mineralisches und molekulares Echo urzeitlichen Lebens, und das ist wissenschaftlich viel interessanter.

Ein junger Räuber mit ungewöhnlicher Geschichte

Aratasaurus war etwa 3,1 Meter lang und dürfte rund 35 Kilogramm gewogen haben. Das untersuchte Tier war bei seinem Tod wahrscheinlich etwa vier Jahre alt und damit ein Jungtier oder ein junges erwachsenes Tier, das möglicherweise noch wuchs.

Das Fossil stammt von der Fundstelle Mina Pedra Branca in der Romualdo-Formation, die zur Region Chapada do Araripe rund um den Treffpunkt der Bundesstaaten Ceará, Pernambuco und Piauí gehört. Die Formation ist für ungewöhnlich gut erhaltene Fossilien bekannt.

Alexander Kellner, Mitautor der Studie und Paläontologe am Nationalmuseum Brasiliens, zufolge gelangten die Überreste des Tieres auf den Grund eines urzeitlichen Sees. Ein Großteil des Skeletts ging verloren, doch das erhaltene Beinmaterial lieferte schließlich sowohl anatomische Informationen als auch Proben für chemische Analysen.

Das Fossil überstand auch eine viel jüngere Katastrophe. Es wurde gerade im Nationalmuseum präpariert, als 2018 ein Feuer die Einrichtung verwüstete. Kellner zufolge blieb der Bereich, in dem das Fossil lag, von den Flammen verschont.

Von der Gipsmine zur Molekularstudie

Die Entdeckung ist das Ergebnis fast zwei Jahrzehnte dauernder Arbeit brasilianischer und internationaler Forschender. Kleine Fragmente, die bei der Präparation des Fossils übrig geblieben waren, erwiesen sich als wertvolles Material für Instrumente, mit denen sich äußerst geringe Mengen organischer Verbindungen nachweisen lassen.

• 2008: Das Fossil wurde in einer Gipsmine in Ceará entdeckt und ins Plácido-Cidade-Nuvens-Museum für Paläontologie in Santana do Cariri gebracht.
• 2016: Das Exemplar wurde für weitere Untersuchungen an das Nationalmuseum in Rio de Janeiro geschickt.
• 2018: Das Fossil überstand den Brand im Nationalmuseum.
• 2020: Ein von Juliana Sayão geleitetes Team beschrieb Aratasaurus museunacionali als neue Art.
• 2. November 2026: Die Studie zu den mikroskopischen Strukturen und der blutbezogenen Chemie wurde in PNAS veröffentlicht.

Zu den brasilianischen Mitwirkenden der neuen Forschung gehörten Renan Bantim und Antônio Saraiva von der Regionalen Universität Cariri sowie Sayão und Kellner vom Nationalmuseum der Bundesuniversität von Rio de Janeiro. Auch Forschende von Institutionen in Deutschland, Japan und den Vereinigten Staaten waren beteiligt.

Wie die Forschenden Form und Chemie miteinander verknüpften

Das Team kombinierte Mikroskopie, Mineralanalysen und Molekularchemie. Jede Methode untersuchte einen anderen Teil des Rätsels: das Aussehen der Strukturen, ihre Erhaltung und die verbliebenen organischen Verbindungen.

Mit Hochleistungsflüssigkeitschromatografie wurden aus dem Fossil extrahierte Verbindungen getrennt. Anschließend half die Massenspektrometrie, sie anhand ihrer Molekülmassen und chemischen Muster zu identifizieren. Die Forschenden verglichen Messwerte, darunter die Absorption von ultraviolettem und sichtbarem Licht, mit authentischen modernen Referenzsubstanzen.

Raman-Spektroskopie und Elektronenmikroskopie lieferten eine weitere Belegebene. Die Raman-Analyse nutzt die Wechselwirkung von Licht mit einem Material, um dessen chemische Zusammensetzung zu bestimmen. Elektronenmikroskope machen Details sichtbar, die für gewöhnliche Lichtmikroskope zu klein sind. Zusammengenommen halfen diese Methoden, hämbezogene Signale in den mikroskopischen Strukturen zu lokalisieren.

Grice zufolge lag der Wert darin, mehrere Beobachtungen am selben Ort miteinander zu verknüpfen. Ein blutbezogenes Molekül in einem Extrakt ist ein Indiz; wenn sich diese Chemie innerhalb einer bestimmten Struktur in einem ehemaligen Blutgefäß nachweisen lässt, ergibt sich daraus eine detailliertere Erklärung, die Forschende überprüfen können.

Das Team untersuchte auch mögliche Verunreinigungen und kam zu dem Schluss, dass Mikroorganismen oder Pflanzen aus der Umgebung als Quelle des nachgewiesenen Häms unwahrscheinlich seien. Diese Einschätzung ist wichtig, weil fossile Knochen über Millionen von Jahren mit Sedimenten, Wasser und Organismen in Kontakt stehen, die eigenes organisches Material einbringen können.

Ein Manganmineral könnte die Erhaltung erklären

Hausmannit, ein natürlich vorkommendes Manganoxidmineral, wurde in Verbindung mit den als rote Blutkörperchen identifizierten Strukturen gefunden. Die Forschenden vermuten, dass die Mineralbildung zu Beginn des Fossilisierungsprozesses dazu beitrug, die Zellen zu stabilisieren oder ihre Form abzubilden, bevor der Zerfall sie zerstörte.

Auch eine rasche Einbettung könnte geholfen haben. Die Erklärung des Teams setzt eine sauerstoffarme Umgebung und mikrobielle Matten voraus, also dünne Schichten von Mikroorganismen, die auf einer Oberfläche zusammenleben. Solche Bedingungen könnten den Zerfall verlangsamt und zugleich die Mineralisierung begünstigt haben.

Die vorgeschlagene Abfolge verknüpft die Bedingungen bei der Einbettung mit den mikroskopischen Befunden: Sediment bedeckte die Überreste, die ungewöhnliche örtliche Chemie begünstigte die Mineralbildung, und einige organische Verbindungen überdauerten neben den entstandenen Strukturen. Zeitpunkt und chemische Abläufe sind weiterhin eine vorgeschlagene Erklärung für den außergewöhnlichen Erhaltungszustand des Fossils.

Häm ist deutlich kleiner als ein vollständiges Hämoglobinprotein. Der Nachweis von Häm und seinen veränderten Abbauprodukten verschafft Forschenden daher Zugang zu einem erhaltenen chemischen Bestandteil der Biologie des Tieres. Das gefundene Material besteht aus mineralisierten Strukturen und molekularen Spuren, nicht aus erhaltenem flüssigem Blut.

Warum eine unabhängige Spezialistin die Zellidentifizierung infrage stellt

Mary Schweitzer, Molekularpaläontologin an der North Carolina State University, die nicht an der Studie beteiligt war, stellt die Deutung der mikroskopischen Strukturen infrage. Ihre Einwände betreffen deren Form und Größe sowie das Fehlen eines sichtbaren Merkmals, das bei roten Blutkörperchen von Tieren wie Vögeln und Reptilien zu erwarten wäre.

Reife menschliche rote Blutkörperchen verlieren ihre Zellkerne, die das Erbgut enthalten. Vögel und Reptilien behalten die Zellkerne in ihren roten Blutkörperchen, was gewöhnlich zu einer deutlichen Ausbuchtung führt. Schweitzer zufolge sind die fossilen Strukturen eher konkav und weisen diese Ausbuchtung nicht auf.

Schweitzer hält die Strukturen außerdem für kleiner als die meisten roten Blutkörperchen von Tieren außerhalb der Säugetiergruppe. Zu ihrem Einwand gegen deren Erscheinungsbild sagte sie:

Die morphologische Ähnlichkeit ist nicht gegeben.

Die Autoren der Studie stützen ihre Deutung auf die Gesamtheit der Belege: zahlreiche Strukturen in Gefäßkanälen, Mineralisierung und hämbezogene chemische Signale, die mit diesen Strukturen in Verbindung stehen. Schweitzer räumt ein, dass von Organismen stammende Moleküle geologische Zeiträume überdauern können, und begrüßt den Einsatz neuer molekularer Verfahren. Sie ist jedoch nicht überzeugt, dass es sich bei diesen konkreten Strukturen um rote Blutkörperchen handelt.

Im Mittelpunkt des Dissenses steht somit die Identität der Strukturen. Die Autoren sehen darin erhaltene Zellreste, die durch chemische Befunde gestützt werden; Schweitzer hält ihre sichtbare Anatomie für eine schlechte Übereinstimmung mit den Zellen, die bei diesem Dinosaurier zu erwarten wären.

Was der Vergleich mit Vogelblut zeigt

Die fossilen Strukturen waren im Durchschnitt 22,97 Mikrometer lang und 19,54 Mikrometer breit. Ein Mikrometer ist ein Tausendstel Millimeter. Diese Objekte sind also viel zu klein, um sie mit bloßem Auge zu untersuchen.

Der in der Studie angeführte Vergleich beziffert die Breite roter Blutkörperchen moderner Vögel auf etwa 7,5 bis 13 Mikrometer. Gemessen an diesen Werten sind die fossilen Strukturen etwa 1,5- bis 2,6-mal so breit. Sie wurden als nahezu kugelförmig beschrieben, während rote Blutkörperchen moderner Vögel deutlich länglicher sind.

Der Vergleich mit Vögeln und Schweitzers Vergleich mit einem breiteren Spektrum von Tieren führen zu unterschiedlichen Einschätzungen der Größe. Ihre Kritik umfasst auch das konkave Erscheinungsbild und die fehlende Ausbuchtung des Zellkerns – Merkmale, die sich allein anhand von Größenmessungen nicht beurteilen lassen.

Die Zellgröße interessiert Forschende, weil der Sauerstofftransport mit dem Energiebedarf eines Tieres zusammenhängt. Das Team hofft, dass molekulare Studien künftig helfen könnten, die Entwicklung des Blutes, den Stoffwechsel und die Aktivität ausgestorbener Tiere zu untersuchen. Direkte Schätzungen der Körpertemperatur oder des Aktivitätsniveaus von Aratasaurus wurden nicht vorgelegt.

Kollagenspuren liefern ein weiteres Puzzleteil urzeitlicher Biologie

Im Fossil fanden sich außerdem Aminosäuren, die mit Kollagen in Verbindung stehen, einem Strukturprotein, das in Knochen und anderem Bindegewebe reichlich vorkommt. Aminosäuren sind die kleinen chemischen Bausteine, aus denen Proteine bestehen.

Diese Befunde erweitern die Untersuchung über die Blutchemie hinaus. Der Knochen bewahrte sowohl Hinweise auf sein Stützgewebe als auch Verbindungen, die mit dem Sauerstofftransport verknüpft sind. Damit steht den Forschenden mehr als eine Kategorie urzeitlichen biologischen Materials zur Untersuchung zur Verfügung.

Es wurden weder ein intaktes urzeitliches Kollagenprotein noch Dinosaurier-DNA gewonnen. Grice erklärte, dass große Moleküle mit komplexen biologischen Informationen andere Erhaltungseigenschaften haben als kleine Moleküle und chemisch veränderte Überreste.

Die älteste bislang gemeldete DNA, die im Zusammenhang mit der Entdeckung angeführt wird, stammt aus Sedimenten in Grönland, die etwa zwei Millionen Jahre alt sind. Das Aratasaurus-Fossil ist etwa 115 Millionen Jahre alt. Die Untersuchung befasst sich damit, wie ausgewählte chemische Spuren einen wesentlich längeren Zeitraum überdauern konnten.

Grice zufolge ermutigt die Forschung Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, weiter zu untersuchen, wie lange biologische Informationen erhalten bleiben können:

Die Arbeit ermutigt uns dazu, die Grenzen der molekularen Erhaltung weiter zu überprüfen, statt anzunehmen, dass sämtliche biologischen Informationen nach einer bestimmten Zeitspanne verschwinden müssen.

Kleine Museumsfragmente könnten weitere Antworten liefern

Die Analyse von Aratasaurus stützte sich auf winzige Stücke, die bei der Präparation des Fossils übrig geblieben waren. Das macht die Entdeckung auch für Museen bedeutsam: Fragmente, die bei früheren Arbeiten aufbewahrt wurden, könnten chemische Spuren enthalten, die sich mit älteren Methoden nicht nachweisen ließen.

Für manche molekularen Tests muss eine Probe zermahlen oder anderweitig verbraucht werden, weshalb die Auswahl des Untersuchungsmaterials wichtig ist. Übrig gebliebene Fragmente können Material für solche Analysen liefern, während das Hauptfossil für anatomische Untersuchungen und Ausstellungen erhalten bleibt.

Weitere Arbeiten könnten prüfen, ob ähnliche Kombinationen aus Gefäßstrukturen, Mineralen und hämbezogener Chemie auch bei anderen Exemplaren vorkommen. Vergleiche verschiedener Fossilien würden Forschenden zudem helfen, den Erhaltungsprozess zu untersuchen und Meinungsverschiedenheiten über die Identifizierung der Zellen zu klären.

Martin Van Kranendonk, Direktor der School of Earth and Planetary Sciences der Curtin University, hat auch auf mögliche Anwendungen in der Astrobiologie verwiesen, der Erforschung von Leben im Universum. Zu verstehen, welche biologischen Spuren unter lebensfeindlichen Bedingungen auf der Erde überdauern, kann die Suche nach Spuren urzeitlichen Lebens an anderen Orten unterstützen.

Für die Paläontologie liegt die unmittelbare Chance näher: bekannte Sammlungen mit Instrumenten zu untersuchen, die die mikroskopische Anatomie eines Fossils mit seiner chemischen Zusammensetzung verknüpfen. Das brasilianische Exemplar zeigt, warum selbst einige Fragmente eines unvollständigen Beins eine erneute Untersuchung wert sein können.

Wichtige Punkte

• Eine am 2. November 2026 veröffentlichte Studie wies hämbezogene Verbindungen in einem etwa 115 Millionen Jahre alten Dinosaurierfossil nach.
• Das Fossil stammt von einem jungen Aratasaurus museunacionali aus dem brasilianischen Bundesstaat Ceará, der etwa 3,1 Meter lang war.
• Die Forschenden deuten mikroskopische Strukturen in den Gefäßkanälen des Knochens als mineralisierte rote Blutkörperchen.
• Die unabhängige Paläontologin Mary Schweitzer widerspricht dieser Identifizierung und verweist auf Form und Größe der Strukturen sowie die fehlende Ausbuchtung des Zellkerns.
• Hausmannit-Mineralisierung und eine rasche Einbettung in einer sauerstoffarmen Umgebung könnten dazu beigetragen haben, die Strukturen und die chemischen Spuren zu erhalten.
• Das Team wies außerdem Aminosäuren nach, die mit Kollagen in Verbindung stehen. Ein intaktes urzeitliches Protein oder Dinosaurier-DNA wurde nicht gewonnen.
• Die Befunde eröffnen Möglichkeiten, molekulare Spuren in Fragmenten zu untersuchen, die bereits in Museumssammlungen aufbewahrt werden.