在科幻電影《侏羅紀(jì)公園》中,科學(xué)家利用琥珀里困住的遠(yuǎn)古蚊子體內(nèi)的血液,提取出恐龍的DNA,將已絕跡6500萬年的史前龐然大物復(fù)活?,F(xiàn)在克隆技術(shù)越來越發(fā)達(dá),那么我們能克隆恐龍嗎? 恐龍骨骼中的神秘DNA屬于誰 DNA是克隆恐龍的必要條件,但研究人員至今從未發(fā)現(xiàn)過恐龍的DNA,不過有意思的是,他們在恐龍骨骼中發(fā)現(xiàn)了一些神秘的DNA片段?!拔覀冊诳铸埞穷^里發(fā)現(xiàn)了DNA,”美國北卡羅來納州立大學(xué)的分子古生物學(xué)家瑪麗·施韋策說,“但我們沒有對它進(jìn)行基因測序,我們無法恢復(fù)它,也無法對它進(jìn)行描述?!?/span> 在恐龍骨骼中發(fā)現(xiàn)的神秘DNA屬于誰,還是一個(gè)謎。目前還不知道這種DNA究竟是恐龍的DNA,還是其他生物的DNA,比如微生物、蚯蚓。 施韋策說,恐龍殘骸中可能含有其他生物的DNA不足為奇。骨的一部分由一種叫作羥基磷灰石的礦物組成,它與某些生物分子有很強(qiáng)的親和力,包括DNA。事實(shí)上,研究人員經(jīng)常使用羥基磷灰石來凈化和濃縮實(shí)驗(yàn)室里的DNA。“這也是我自己不研究DNA的原因之一,它太容易受到污染,很難解讀。”她說。 施韋策轉(zhuǎn)而對恐龍化石的軟組織產(chǎn)生了興趣,比如她和同事在一種8000萬年前的鴨嘴龍化石中發(fā)現(xiàn)了血管組織。但克隆恐龍離不開DNA研究,這才是創(chuàng)造真正的侏羅紀(jì)公園所需要的科學(xué)。 DNA能存活多久 科學(xué)家需要DNA來克隆恐龍,但生物體死亡之后DNA就會(huì)開始衰變。來自土壤微生物、身體細(xì)胞和腸道細(xì)胞的酶,還有紫外線輻射,都會(huì)導(dǎo)致DNA降解。另外,氧氣和水會(huì)以化學(xué)方式改變DNA,導(dǎo)致DNA鏈斷裂。“所有這些因素會(huì)導(dǎo)致DNA分解成更小、更退化的碎片,直到最后什么都沒能留下?!泵绹永D醽喆髮W(xué)圣克魯茲分校生態(tài)和進(jìn)化生物學(xué)系的貝絲·夏普羅說道。 目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和鑒定的最古老的DNA屬于一種70萬年前的馬?!皬鸟R骨中提取的DNA片段很短,并顯示出一些受損的特征;但它們可以被繪制到現(xiàn)代馬的基因組中,用以追溯馬的起源?!毕钠樟_說。 盡管如此,目前還不清楚DNA到底能存活多久??茖W(xué)家提出,DNA存活的時(shí)間可長達(dá)100萬年,但絕對不會(huì)超過500萬或600萬年。DNA到底能夠存活多久,在什么樣的條件下能夠存活下來,這些都需要更多實(shí)驗(yàn)來確定。 在《侏羅紀(jì)公園》中,科學(xué)家在被困在琥珀中的古代蚊子體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了恐龍的DNA。但實(shí)驗(yàn)證明,琥珀并不能很好地保存DNA。研究人員曾試圖從保存在柯巴脂中的無刺蜜蜂體內(nèi)提取DNA,這種樹脂是琥珀的前身。但研究人員在他們研究的兩個(gè)樣本中找不到任何“古代DNA得以保存下來的令人信服的證據(jù)”,他們得出結(jié)論:“DNA無法在這種材料中得以保存?!边@一研究結(jié)果進(jìn)一步質(zhì)疑了從琥珀中的昆蟲體內(nèi)提取恐龍DNA的可能性。 能找到恐龍DNA嗎 研究人員如果選擇研究恐龍骨骼中的DNA,要判斷它是否就是恐龍的DNA是非常困難的。 鳥類是如今存活在地球上的恐龍近親。鳥類由獸腳龍進(jìn)化而來,獸腳龍主要是雙足類食肉恐龍,如霸王龍和迅猛龍。其他的恐龍族群,包括鴨嘴龍、角龍(如三角龍)、劍龍和甲龍類,都沒有存活至今的近親。 此外,任何幸存的恐龍DNA都將會(huì)高度碎片化并且嚴(yán)重受損。這是恐龍DNA的一個(gè)關(guān)鍵問題。科學(xué)家很難判斷,它們究竟是恐龍的DNA,還是恐龍被埋在土壤里后進(jìn)入恐龍骨頭里的微生物的DNA。 克隆恐龍有哪些風(fēng)險(xiǎn) 我們來假設(shè)一下,如果研究人員發(fā)現(xiàn)了完整的恐龍DNA序列,他們將擁有完整的恐龍基因組。接下來,他們必須找到一個(gè)代孕宿主來幫助克隆這種恐龍,代孕者很可能是一只鳥。 但是,作為代孕母親的鳥與恐龍母親,它們之間的差異還是很大的。“一種脊椎動(dòng)物在發(fā)育過程中所表達(dá)的東西要比它的DNA所表達(dá)的多得多,很多都是由在母體發(fā)育過程中產(chǎn)生的基因和蛋白質(zhì)所決定的??铸埖腄NA在鳥類代孕母親的體內(nèi)將如何獲得它所需要的發(fā)育信號呢?”施韋策說道。 讓我們再假設(shè)一下,假如鳥類代孕母親能夠生下這個(gè)生物,它很有可能會(huì)是半鳥半恐龍,但是這種動(dòng)物能在今天的氣候條件下生存下來嗎? “它的基因和蛋白質(zhì)曾生存在一個(gè)完全不同的世界里,大氣中的二氧化碳含量不同,氧含量不同,溫度也不同。這些基因和蛋白質(zhì)將如何在現(xiàn)代環(huán)境中發(fā)揮正常的功能呢?”施韋策說。此外,克隆恐龍的消化酶可能無法適應(yīng)現(xiàn)代動(dòng)植物,它又將如何正常消化和吸收養(yǎng)分呢? 施韋策說,至少要有5000只恐龍個(gè)體才能夠創(chuàng)建一個(gè)具有遺傳多樣性的可持續(xù)種群。“我們?nèi)绾慰寺〕?000只霸王龍?如果能,又能把它們安置在哪里?” 研究人員需要克服許多問題才能克隆出恐龍,可是現(xiàn)在連最簡單的第一步——恐龍的DNA,都沒能獲得。盡管克隆恐龍困難重重,施韋策還是打算繼續(xù)對恐龍進(jìn)行研究??寺】铸埖南敕赡苡行┨祚R行空,但她仍然不時(shí)地思考這個(gè)問題。 “說實(shí)話,我真的很想看到一只活生生的霸王龍,它的樣子一定很酷?!?/span> |
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