Fosil Dinosaurus Berusia 115 Juta Tahun Menyimpan Jejak Kimia Darah, tetapi Identitas Sel Diperdebatkan

Struktur kecil di dalam tulang dinosaurus Brasil

Struktur mikroskopis yang panjangnya sekitar 23 mikrometer dan lebarnya 20 mikrometer, bersama jejak kimia molekul yang digunakan dalam darah, ditemukan di dalam tulang kaki dinosaurus yang hidup di Brasil sekitar 115 juta tahun lalu. Para peneliti menafsirkan struktur tersebut sebagai sel darah merah termineralisasi, meskipun seorang pakar independen membantah identifikasi itu.

Studi yang diterbitkan pada 2 November 2026 di Proceedings of the National Academy of Sciences ini meneliti Aratasaurus museunacionali, predator berkaki dua yang hidup pada Zaman Kapur Awal. Fosil tersebut berasal dari tambang gipsum di Ceará, Brasil timur laut. Tulang yang masih tersisa mencakup bagian paha kanan, tungkai bawah, dan kaki.

Tim yang dipimpin Kliti Grice, ahli geokimia organik dan isotop di Curtin University, Perth, Australia, mendeteksi heme B dan senyawa kerabatnya yang telah berubah secara kimia, yakni 3,8-diethyl heme B. Heme adalah komponen yang mengandung zat besi dan membantu hemoglobin, protein utama pengangkut oksigen dalam sel darah merah, menjalankan fungsinya.

Para peneliti memberi perhatian khusus pada temuan senyawa kimia tersebut di dalam struktur kecil pada saluran vaskular tulang, yaitu kanal yang dahulu membawa pembuluh darah. Studi terdahulu telah mengidentifikasi bentuk yang diduga sel darah dalam fosil dinosaurus. Tim ini berpendapat bahwa gabungan lokasi, pengawetan mineral, dan bukti kimia memperkuat kesimpulan mereka.

Grice, penulis utama studi tersebut, menggambarkan temuan ini sebagai jejak yang bertahan melewati waktu geologis:

Kami tidak menemukan sebotol darah dinosaurus. Yang kami lihat adalah gema mineral dan molekuler dari biologi purba, dan secara ilmiah hal itu jauh lebih menarik.

Predator muda dengan riwayat tak biasa

Aratasaurus memiliki panjang sekitar 3,1 meter dan diperkirakan berbobot sekitar 35 kilogram. Individu yang diteliti kemungkinan berusia sekitar empat tahun saat mati, sehingga tergolong juvenil atau dewasa muda yang mungkin masih tumbuh.

Fosil itu berasal dari situs Mina Pedra Branca di Formasi Romualdo, bagian dari kawasan Chapada do Araripe di sekitar pertemuan Ceará, Pernambuco, dan Piauí. Formasi tersebut dikenal memiliki fosil yang terawetkan dengan sangat baik.

Alexander Kellner, rekan penulis studi dan paleontolog di Museum Nasional Brasil, mengatakan sisa-sisa hewan itu mencapai dasar sebuah danau purba. Sebagian besar kerangka telah hilang, tetapi material kaki yang tersisa kemudian memberikan informasi anatomi sekaligus sampel untuk analisis kimia.

Spesimen itu juga selamat dari bencana yang jauh lebih baru. Fosil tersebut sedang dipersiapkan di Museum Nasional ketika kebakaran melanda institusi itu pada 2018. Menurut Kellner, area tempat fosil disimpan terhindar dari kobaran api.

Dari tambang gipsum ke studi molekuler

Penemuan ini merupakan hasil kerja hampir dua dekade yang melibatkan peneliti Brasil dan internasional. Fragmen kecil yang tersisa dari proses persiapan fosil menjadi bahan berharga untuk instrumen yang mampu mendeteksi senyawa organik dalam jumlah sangat kecil.

• 2008: Fosil ditemukan di tambang gipsum di Ceará dan dibawa ke Museum Paleontologi Plácido Cidade Nuvens di Santana do Cariri.
• 2016: Spesimen dikirim ke Museum Nasional di Rio de Janeiro untuk penelitian lebih lanjut.
• 2018: Fosil selamat dari kebakaran Museum Nasional.
• 2020: Tim yang dipimpin Juliana Sayão mendeskripsikan Aratasaurus museunacionali sebagai spesies baru.
• 2 November 2026: Studi mengenai struktur mikroskopis dan senyawa kimia terkait darah pada fosil tersebut diterbitkan di PNAS.

Peneliti Brasil yang berkontribusi pada penelitian baru ini antara lain Renan Bantim dan Antônio Saraiva dari Regional University of Cariri, serta Sayão dan Kellner dari Museum Nasional Federal University of Rio de Janeiro. Peneliti dari sejumlah institusi di Jerman, Jepang, dan Amerika Serikat juga turut berpartisipasi.

Bagaimana peneliti menghubungkan bentuk dengan kimia

Tim menggabungkan mikroskopi, analisis mineral, dan kimia molekuler. Setiap metode menjawab bagian berbeda dari teka-teki: seperti apa bentuk strukturnya, apa yang mengawetkannya, dan senyawa organik apa yang masih tersisa.

Kromatografi cair kinerja tinggi memisahkan senyawa yang diekstrak dari fosil. Spektrometri massa kemudian membantu mengidentifikasinya berdasarkan massa molekul dan pola kimianya. Para peneliti membandingkan hasil pengukuran, termasuk penyerapan cahaya ultraviolet dan cahaya tampak, dengan standar modern yang autentik.

Spektroskopi Raman dan mikroskop elektron memberikan lapisan bukti lainnya. Analisis Raman menggunakan interaksi cahaya dengan suatu bahan untuk mengungkap komposisi kimianya, sedangkan mikroskop elektron memperlihatkan detail yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Secara bersama-sama, metode ini membantu menemukan sinyal terkait heme di dalam struktur mikroskopis tersebut.

Grice mengatakan nilai temuan ini terletak pada hubungan antara sejumlah pengamatan dalam lingkungan fisik yang sama. Molekul terkait darah dalam ekstrak memberikan satu petunjuk; menemukan senyawa kimia itu di dalam struktur tertentu pada bekas pembuluh darah memberi peneliti penjelasan lebih terperinci untuk diuji.

Tim juga menyelidiki kemungkinan kontaminasi dan menyimpulkan bahwa mikroorganisme atau tumbuhan di sekitarnya kemungkinan bukan sumber heme yang terdeteksi. Penilaian ini penting karena tulang fosil selama jutaan tahun bersentuhan dengan sedimen, air, dan organisme yang dapat memasukkan materi organiknya sendiri.

Mineral mangan mungkin menjelaskan pengawetan

Hausmannite, mineral oksida mangan yang terbentuk secara alami, ditemukan terkait dengan struktur yang diidentifikasi sebagai sel darah merah. Para peneliti mengajukan dugaan bahwa pembentukan mineral pada awal proses fosilisasi membantu menstabilkan atau menyalin sel sebelum pembusukan menghancurkan bentuknya.

Penguburan yang cepat mungkin turut berperan. Penjelasan tim melibatkan lingkungan minim oksigen dan lapisan mikroba, yaitu lapisan tipis mikroorganisme yang hidup bersama di suatu permukaan. Kondisi semacam itu dapat memperlambat pembusukan sekaligus membuka peluang bagi pengawetan mineral.

Urutan proses yang diajukan menghubungkan lingkungan penguburan dengan bukti mikroskopis: sedimen menutupi sisa-sisa tubuh, kimia lokal yang tidak biasa mendorong pembentukan mineral, dan sebagian senyawa organik bertahan bersama struktur yang terbentuk. Waktu serta tahapan kimia dalam proses ini masih merupakan penjelasan yang diajukan untuk kondisi fosil yang luar biasa.

Heme jauh lebih kecil daripada satu protein hemoglobin utuh. Karena itu, penemuan heme dan produk perubahannya memberi peneliti akses ke komponen kimia biologi hewan yang masih bertahan. Material yang ditemukan berupa struktur termineralisasi dan jejak molekuler, bukan darah cair yang terawetkan.

Alasan pakar independen meragukan identifikasi sel

Mary Schweitzer, paleontolog molekuler di North Carolina State University yang tidak terlibat dalam studi ini, menentang penafsiran terhadap struktur mikroskopis tersebut. Keberatannya berkaitan dengan bentuk, ukuran, dan tidak adanya ciri yang terlihat pada sel darah merah hewan seperti burung dan reptil.

Sel darah merah manusia dewasa kehilangan nukleus, yakni bagian sel yang menyimpan materi genetik. Burung dan reptil mempertahankan nukleus dalam sel darah merahnya, yang biasanya tampak sebagai tonjolan. Schweitzer mengatakan struktur fosil tersebut tampak lebih cekung dan tidak memiliki tonjolan itu.

Schweitzer juga menilai struktur tersebut lebih kecil daripada kebanyakan sel darah merah hewan di luar kelompok mamalia. Saat menjelaskan keberatannya terhadap bentuk struktur itu, ia mengatakan:

kemiripan morfologisnya tidak terpenuhi.

Para penulis studi mendasarkan penafsiran mereka pada bukti gabungan: banyak struktur di dalam saluran vaskular, mineralisasi, dan sinyal kimia terkait heme yang berhubungan dengan struktur tersebut. Schweitzer menerima bahwa molekul yang berasal dari organisme dapat bertahan sepanjang waktu geologis dan menyambut penggunaan teknik molekuler baru, tetapi tetap tidak yakin bahwa struktur khusus ini adalah sel darah merah.

Dengan demikian, perbedaan utama terletak pada identitas struktur tersebut. Para penulis melihat sisa-sisa sel yang terawetkan dan didukung oleh bukti kimia; Schweitzer menilai anatomi yang terlihat tidak cocok dengan sel yang diperkirakan terdapat pada dinosaurus ini.

Makna perbandingan dengan darah burung

Struktur fosil tersebut rata-rata memiliki panjang 22,97 mikrometer dan lebar 19,54 mikrometer. Satu mikrometer sama dengan seperseribu milimeter, sehingga objek-objek ini terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang.

Dalam perbandingan yang disajikan bersama penelitian, lebar sel darah merah burung modern sekitar 7,5 hingga 13 mikrometer. Berdasarkan angka tersebut, struktur fosil itu sekitar 1,5 hingga 2,6 kali lebih lebar. Bentuknya dideskripsikan hampir bulat, sementara sel darah merah burung modern terlihat lebih memanjang.

Perbandingan dengan burung dan perbandingan Schweitzer dengan rentang hewan yang lebih luas menghasilkan penilaian berbeda mengenai ukuran. Kritiknya juga mencakup tampilan cekung dan tidak adanya tonjolan nukleus, ciri-ciri yang tidak dapat dipastikan hanya melalui pengukuran ukuran.

Dimensi sel menarik bagi peneliti karena pengangkutan oksigen berkaitan dengan kebutuhan energi hewan. Tim berharap studi molekuler kelak dapat membantu meneliti evolusi darah, metabolisme, dan aktivitas hewan yang telah punah. Penelitian ini tidak menyajikan perkiraan langsung mengenai suhu tubuh atau tingkat aktivitas Aratasaurus.

Jejak kolagen menambah petunjuk biologi purba

Fosil tersebut juga menghasilkan asam amino yang berkaitan dengan kolagen, protein struktural yang melimpah pada tulang dan jaringan ikat lainnya. Asam amino adalah unit kimia kecil penyusun protein.

Temuan ini memperluas penelitian melampaui kimia darah. Tulang tersebut menyimpan bukti yang berkaitan dengan jaringan penopangnya, serta senyawa yang berhubungan dengan pengangkutan oksigen. Dengan demikian, peneliti dapat mengkaji lebih dari satu jenis material biologis purba.

Tidak ada protein kolagen purba utuh maupun DNA dinosaurus yang ditemukan. Grice menjelaskan bahwa molekul besar yang membawa informasi biologis kompleks memiliki karakteristik pengawetan berbeda dari molekul kecil dan sisa-sisa yang telah berubah secara kimia.

DNA tertua yang dilaporkan dan dikutip terkait penemuan ini berasal dari sedimen Greenland berusia sekitar dua juta tahun. Fosil Aratasaurus berusia sekitar 115 juta tahun. Penelitian ini mengkaji bertahannya jejak kimia tertentu selama rentang waktu yang jauh lebih panjang tersebut.

Grice mengatakan penelitian ini mendorong para ilmuwan untuk terus menyelidiki berapa lama informasi biologis dapat bertahan:

Penelitian ini mendorong kita untuk terus menguji batas pengawetan molekuler, alih-alih berasumsi bahwa semua informasi biologis pasti menghilang setelah jangka waktu tertentu.

Fragmen kecil di museum mungkin menyimpan jawaban lain

Analisis Aratasaurus menggunakan potongan-potongan kecil yang tersisa dari persiapan fosil. Hal ini membuat penemuan tersebut relevan secara praktis bagi museum, tempat fragmen yang disimpan dari penelitian terdahulu mungkin mengandung senyawa kimia yang tak dapat dideteksi dengan metode lama.

Sejumlah uji molekuler mengharuskan sampel digerus atau dikonsumsi dengan cara lain, sehingga pemilihan spesimen menjadi penting. Fragmen sisa dapat menjadi bahan analisis seperti itu sekaligus menjaga agar fosil utama tetap tersedia untuk penelitian anatomi dan dipamerkan.

Penelitian selanjutnya dapat menguji apakah kombinasi serupa antara struktur vaskular, mineral, dan kimia heme ditemukan pada spesimen lain. Perbandingan antar-fosil juga dapat membantu peneliti mengkaji proses pengawetan dan menjawab perbedaan pendapat mengenai identifikasi sel.

Martin Van Kranendonk, direktur School of Earth and Planetary Sciences di Curtin University, juga menyoroti potensi penerapannya dalam astrobiologi, yaitu studi tentang kehidupan di alam semesta. Memahami jejak biologis apa yang bertahan dalam kondisi ekstrem di Bumi dapat membantu pencarian jejak kehidupan purba di tempat lain.

Bagi paleontologi, peluang terdekat adalah meneliti koleksi yang sudah dikenal menggunakan instrumen yang menghubungkan anatomi mikroskopis fosil dengan kimianya. Spesimen Brasil ini menunjukkan mengapa beberapa fragmen dari kaki yang tidak lengkap layak diteliti kembali.

Poin Utama

• Studi yang diterbitkan pada 2 November 2026 mengidentifikasi senyawa terkait heme dalam fosil dinosaurus berusia sekitar 115 juta tahun.
• Fosil tersebut berasal dari Aratasaurus museunacionali muda dari Ceará, Brasil, yang panjangnya sekitar 3,1 meter.
• Para peneliti menafsirkan struktur mikroskopis di dalam saluran vaskular tulangnya sebagai sel darah merah termineralisasi.
• Paleontolog independen Mary Schweitzer membantah identifikasi tersebut, dengan menyoroti bentuk, ukuran, dan tidak adanya tonjolan nukleus.
• Mineralisasi hausmannite dan penguburan cepat dalam lingkungan minim oksigen mungkin membantu mengawetkan struktur dan senyawa kimianya.
• Tim juga mendeteksi asam amino yang berkaitan dengan kolagen. Tidak ada protein purba utuh maupun DNA dinosaurus yang ditemukan.
• Temuan ini membuka peluang untuk menyelidiki jejak molekuler dalam fragmen yang telah disimpan di museum.