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复活史前动物或难以实现:DNA保存时间有期限

信息来源:奇闻异事 文章作者: 发布日期:2016-8-1 阅读次数:

复活史前动物或难以实现:DNA保存时间有期限

据外媒称,遗传工程和克隆技术的最新发展使人类萌生了让过去已经灭亡的动物“复活”的想法,但我们可以走到哪一步呢?加拿大麦克马斯特大学古代DNA中心主任亨德里克·波伊纳及其研究团队今年首次成功提取猛犸象这种只在科幻电影中出现过的远古动物的完整基因组,并在美国《当代生物学》半月刊上发表了相关报告。对于能够获得早已灭绝的猛犸象的完整生物数据资料,波伊纳感到十分兴奋。他表示:“最近10年来相关研究进展很快。我作为学生参与了这项研究的第一阶段,而今我正致力于第二阶段的研究工作。我感到自己在这个领域已经成了一个老者,虽然我只有44岁。”

据西班牙《趣味》月刊9月号报道,重建古生物的基因最初是一个非常局限的研究项目。波伊纳坦言:“那时候我们认为永远都无法获取灭绝生物的完整基因组,顶多能找到一些支离破碎的片段。但是现在一切都变了。”证据就是发表在《当代生物学》上的两个完整的基因组。第一个基因组属于一只4300年前生活在现在俄罗斯北冰洋岛屿——弗兰格尔岛上的猛犸象。它是猛犸象种群最后的幸存者之一。另一个基因属于一个有着4.48万年历史的猛犸象标本。它在西伯利亚的永久冻土中被发现时几乎完好无损。

报道称,最新的基因组测序技术能够在短时间内处理大量的DNA数据,在研究过程中发挥了重要作用。波伊纳表示,目前已经进入到该项目的第三个阶段,可以通过基因组了解曾经一统地球但最终却突然灭绝的猛犸象的进化历史。

波伊纳对猛犸象的进化历史非常感兴趣,因为这个物种曾经与人类共同生活在地球上,二者都起源于600万年前的非洲。猛犸象在迁徙的过程中占领了中亚地区,在西伯利亚北部演化出亚种,甚至到达了欧洲。与此同时,它们穿越了连接欧亚大陆和北美大陆的白令海峡大陆桥。

在此过程中,猛犸象演化出多种可以归在猛犸属的长鼻目动物。除了真猛犸象,在北美和中美地区还出现了另一种体型庞大的猛犸象,但是并不像真猛犸象那样毛发繁密。这种猛犸象叫做哥伦比亚猛犸象。波伊纳也对哥伦比亚猛犸象的DNA进行了分析。到底基因发生了那些变化,才使这些起源于气候干燥炎热的非洲的猛犸象能够适应其他地区,甚至极地的寒冷天气,是其研究团队的研究课题之一。而且这些地区还曾经历过剧烈的气候变化、冰川期和间冰川期。从冰川期到间冰川期,气温会从极寒达到极热。

哥伦比亚猛犸象的体型是真猛犸象的两倍。它们生活在目前墨西哥和美国境内的具有大陆性气候的大草原上,与此同时真猛犸象已经适应了寒冷的气候。二者成为截然不同的两种长鼻目动物。然而,波伊纳表示,对样本的线粒体内部的DNA进行分析发现,由于酷寒迫使真猛犸象向南部迁徙,这两种猛犸象曾在同一时间、同一地点相遇。他说,两种猛犸象相遇之后,雌性真猛犸象在雄性哥伦比亚猛犸象当中挑选佳偶繁衍生息。过去的研究显示,这是两种截然不同的猛犸象,在上百万年中都未曾谋面,但现在的研究表明,它们曾经杂交,并因此保持基因多样性。

报道称,在基因上还镌刻着灭绝物种的墓志铭。猛犸象这种体型庞大的哺乳动物具有如此强大的适应能力,是什么致其灭绝?到底是什么原因导致1.1万年前在新西兰、澳大利亚、美国、亚洲和欧洲等地80%至90%的猛犸象突然灭绝?是天气因素还是人为因素?抑或二者共同导致?

波伊纳表示,问题在于,当时两种因素同时发挥了作用——气候发生变化的同时,人类也踏上了这些地区。有人认为人类是罪魁祸首,理由是在这些动物的化石上发现了长矛和其他石器留下的痕迹。反之,认为是气候变化致其灭绝的人则认为不能在少量发现的基础上就断定是智人导致猛犸象灭绝。

DNA为这场论战贡献了什么?波伊纳表示,可以分析猛犸象在人类尚未出现在其生存环境当中时的基因多样性。这种方法在于检测一个与世隔绝地生存在小岛或者西伯利亚地区和北美地区的动物族群的基因多样性,尤其是在产生极端气候变化的情况下。长鼻目动物通常会组建一个等级鲜明的母系族群。一头母象的死亡可能给一个长鼻目族群带来沉重打击。因为母象至少需要两年时间才能孕育出一头小象,此外还需要养育小象大约2到3年时间。

在濒临灭绝的物种的族群当中,个体之间往往存在着密切的家族联系,而且血缘关系会越来越近。缺乏基因多样性加速了这个物种的灭绝。然而,波伊纳和同事进行的基因分析结果却正相反:猛犸象在灭绝之前基因多样性水平较高。

这就使猛犸象灭绝之谜更加云山雾罩。最有可能的情况是,位于地球上不同地区的数个猛犸象族群虽然基因多样性水平较高,但却受到极端气候条件的威胁。不同族群的个体之间杂交,而不是与近亲联姻。即便如此,这个物种却突然灭绝了。这怎么可能?可以想象,一定是有一股外部力量介入才导致这个物种在地球上消失。智人不但会使用武器,还拥有能谋划大屠杀的聪明大脑。波伊纳表示,虽然气候变化可能导致量减少,但是压垮猛犸象的最后一根稻草应该是人类放上去的。


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