120萬(wàn)年!破紀(jì)錄了2021年02月19日 10:23中國(guó)科學(xué)報(bào) 來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào) 作者:袁柳 研究者解析了西伯利亞凍土中的猛犸象遺傳信息,刷新了古動(dòng)物DNA年代紀(jì)錄。圖片來(lái)源:BETH ZAIKEN 動(dòng)物的遺傳信息最長(zhǎng)可以保存多久?100萬(wàn)年! 2月17日,《自然》上線的一項(xiàng)研究報(bào)道,古生物學(xué)家在西伯利亞?wèn)|北部的永久凍土層中提取并解析了3頭猛犸象的遺傳物質(zhì),它們分別來(lái)自于70萬(wàn)年、100萬(wàn)年和120萬(wàn)年前。 這些遺傳物質(zhì)還揭示了猛犸象的譜系。其中一頭草原猛犸象是真猛犸象的直系祖先,還有一頭猛犸象遺骸是此前未發(fā)現(xiàn)的種類,很可能是北美猛犸象的祖先。 人們不僅對(duì)猛犸象起源有了新認(rèn)識(shí),對(duì)古DNA的研究也更進(jìn)一步——在此之前,最古老的DNA測(cè)序紀(jì)錄是75萬(wàn)年前,來(lái)自一匹馬的大腿骨。 生物體死亡后,染色體會(huì)成為碎片,碎片長(zhǎng)度隨時(shí)間推移越來(lái)越短,直至降解。 但在深層凍土中,遺傳信息降解速度變慢,古DNA保藏時(shí)間更持久。 該研究中的猛犸象遺骸最早于上世紀(jì)70年代被俄羅斯古生物學(xué)家Andrei Sher發(fā)現(xiàn)。 他與瑞典自然歷史博物館進(jìn)化遺傳學(xué)家Love Dalén合作,嘗試從中提取有價(jià)值的信息。 他們從每頭猛犸象的牙齒中鉆取微量樣本(大小約等于一撮鹽),并從中提取包含上千乃至上億堿基對(duì)的DNA。 面對(duì)已降解成數(shù)十億片段的遺傳信息,研究小組比對(duì)了已有的大象和猛犸象測(cè)序數(shù)據(jù)。“這有點(diǎn)像看著盒上的圖片拼拼圖?!盌alén表示。 根據(jù)遺骸發(fā)掘處巖石的磁場(chǎng)信息及周圍其他的嚙齒動(dòng)物骸骨,研究者推算出3頭猛犸象遺骸的產(chǎn)生時(shí)間。 將樣本的幾個(gè)基因和已知的遺傳特征關(guān)聯(lián),研究者確認(rèn)這些猛犸象在當(dāng)時(shí)已經(jīng)具備了適應(yīng)極端寒冷氣候的能力,它們有厚實(shí)的毛皮和充足的脂肪堆積。 研究者還發(fā)現(xiàn),3頭猛犸象的基因樣本不同于北美猛犸象和哥倫比亞猛犸象。 其中第二古老的猛犸象遺骸有100萬(wàn)年歷史,被認(rèn)定來(lái)自草原猛犸象,即真猛犸象的直系祖先。最古老的猛犸象來(lái)自此前未知的“血統(tǒng)”,因?yàn)楸话l(fā)現(xiàn)于克列斯托夫卡而以這一村莊的名字命名。 研究人員推斷,該類猛犸象約在150萬(wàn)年前進(jìn)入北美,之后與真猛犸象發(fā)生雜交,從而形成了北美大陸的獨(dú)特亞種——北美猛犸象。 這一系列發(fā)現(xiàn)大大增加了科學(xué)家對(duì)猛犸象的了解。此前,有研究者找到過(guò)真猛犸象和哥倫比亞猛犸象的雜交證據(jù),該研究表明古DNA研究中也出現(xiàn)了猛犸象的雜交證據(jù)。 Dalén表示,突破百萬(wàn)年的門檻,意味著古DNA研究者有望進(jìn)一步探索其他哺乳動(dòng)物的早期歷史。 化石中最古老的生物分子信息可見于鴕鳥、犀牛等動(dòng)物,它們蛋殼或牙齒中包含的蛋白質(zhì)序列比DNA更易保存。而這些樣品往往來(lái)自于有人為殘留物的考古現(xiàn)場(chǎng)。 那么,人們有沒有可能從凍土中發(fā)現(xiàn)人類近親的遺傳信息呢?這一問(wèn)題的答案目前還尚未找到。 不過(guò),凍土中的古DNA年限限制很容易確定?!?60萬(wàn)年,這是永久凍土的極限。在那之前,地球太溫暖了?!盌alén說(shuō)。 |
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