科学家发现疑似恐龙DNA!我们可以复制一个《侏罗纪》吗?

科学辟谣 2020-05-20

  最近,中科院古脊椎动物与古人类研究所的研究团队,在一块出土于美国蒙大拿州距今约7000万年前的鸭嘴龙软骨化石中,找到了疑似恐龙的DNA碎片。不过,这一发现恐怕还不足以实现我们复活恐龙的小梦想……

  

  来源:Freepik.com

  作者 | 刘森 辽宁古生物博物馆 展览部主任

  编辑 | 张昊

  1997年全球第一只克隆动物多利诞生后,人们相继克隆了一系列物种,甚至已经有商业公司开始提供克隆宠物服务。这些成就无意间给我们造成了一个错觉:无论什么生物都能克隆,甚至恐龙。

  不过,克隆某一物种的前提是需要有其完好的DNA。恐龙化石虽然并不十分罕见,但化石中的DNA经过时间洗礼,大多已不复存在。如果能获取恐龙的DNA,对恐龙迷来说无异于梦想成真。

  最近,这一梦想似乎离现实近了一步:中科院古脊椎动物与古人类研究所的科学家们,在一块出土于美国蒙大拿州的鸭嘴龙科斯氏亚冠龙软骨化石中找到了疑似恐龙的DNA碎片。难道“侏罗纪公园”真的要开张了吗?

  

  博物馆中的亚冠龙化石 | 作者:Etemenanki3

  发现疑似恐龙DNA

  DNA(脱氧核糖核酸)作为生物体内的一种复杂大分子,有着独特的组成和结构。一旦生物死亡,DNA原有的组成和结构就逐渐分解崩坏。2012年的一项关于恐鸟(19世纪初灭绝)骨骼的研究指出,动物死亡后每隔521年,其体内的DNA就会减少一半。按照这个速率,即便是在理想的埋藏条件下,古生物学家最多也只能恢复680万年前的动物DNA。

  而实际上,学术界认同度最高的说法是,100万年已经是从古生物DNA中检测出有意义信息(仅仅是某些破碎片段)的可能上限。

  由于恐龙灭绝于6500万年前,所以电影《侏罗纪公园》中通过琥珀中的蚊子血得到恐龙DNA的设定,是经不起推敲的。(注:《侏罗纪公园》中出现的恐龙,其实大多生活在白垩纪)

  不过,凡事总有意外。今年年初,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的博士后Alida Bailleul和她的同事们宣布,他们在一块来自美国蒙大拿州的距今约7000万年前的晚白垩世斯氏亚冠龙幼体软骨化石中,发现了原始蛋白质和软骨细胞。更令人意外的是,里面甚至有DNA的痕迹!

  这项研究一经发表,便引起了国内外学术同行和媒体的广泛关注,恐龙迷们更是兴奋异常,纷纷猜测这块神奇的化石是否能够为复活恐龙提供一些可能性。

  

  亚冠龙幼体软骨化石中的疑似DNA大分子痕迹 | 论文截图

  降解?污染?用DNA复活恐龙还很困难

  但遗憾的是,复活恐龙并不是一件容易的事情,通过化石DNA克隆恐龙,就更困难了。

  虽然本次发现的亚冠龙软骨化石已是超乎寻常的“完好”化石,里面包含更多“活性”物质片段,可以提供宝贵的生物信息,但鉴于该化石的年代,以及DNA分子的降解速率,想要从中提取出恐龙DNA,仍然难于登天。

  并且除了DNA降解导致的保质期问题,DNA污染也是一个无法回避的因素。

  与很多媒体的夸张报道不同,论文的作者明确指出,这次发现的仅是DNA的疑似痕迹,而不是确定的DNA。也就是说,它可能和恐龙没关系,也可能连DNA都不是。虽然作者们对自己的研究结果比较有信心,但之前有一些类似发现,最终都被证明只是化石被污染了。所以他们也选择了谨慎的说法。

  DNA作为一种生物大分子,很容易被真菌、细菌等地球环境中的微生物污染,这也是为什么在DNA测序实验中,经常要保持无菌环境。而当恐龙化石被污染后,即便所有有机物都被保存下来,也会给实验带来很大影响。因为你无法判断所谓的“恐龙DNA”,是来自恐龙,还是来自栖息其中的微生物。

  

  DNA大分子 | Freepik.com

  在双古所论文发表后不久,普林斯顿大学的科研人员就发表了一篇从尖角龙化石中测出独特分子的论文。他们在一块白垩纪的尖角龙化石上,发现了不属于这只恐龙的奇怪微生物。而这可能是化石保存的普遍情况。获取恐龙DNA变得更加困难了。

  不复活恐龙,微生物研究也同样重要

  既然获取恐龙DNA是如此困难,复活恐龙也遥不可及,那我们为什么还要执着于此,一定要去研究什么化石中的大分子呢?

  因为,考古是一个综合学科,复活生物并不是唯一目的,甚至不是主要目的。即使这些大分子不是来自恐龙,而是来自微生物,其研究价值也依然很大。

  比如,在尖角龙化石中发现的微生物,被证明是一种全新的微生物,和化石周围环境中生活过的微生物都不同。研究人员认为,这或许能帮助我们了解,骨骼中栖息的微生物,是否通过相互作用,参与了骨骼的保存和矿化过程。通过研究化石内外的微生物DNA,或能帮助我们揭开生物分子化石化的复杂化学机制。

  而且,科学总是在不断更新的。这次在亚冠龙化石中发现的恐龙DNA痕迹,如果最终被证明真属于恐龙,那就表明,生物体内的生物化学物质可以存在数千万年,而不是我们之前以为的几百万年,这其中可能还有一些机制为未知。

  退一步说,假如有一天,人类真发现了恐龙DNA,那对于古生物学绝对是一个巨大突破。但科学家们首先要做的,肯定不是去复活恐龙,而是去解决其他困扰学界多年的问题,比如确定恐龙分类、了解其演化历程、重建古生物进化树等。他们甚至可以根据DNA信息推测它们的颜色和生活习性。

  

  一只霸王龙在活动,这个形象和最新研究大相径庭 | 图虫创意

  至于复活恐龙,在当前无异于自找麻烦。撇去复活本身的技术难度不谈,就算复活成功,怎么让这些古生物在现代自然环境中存活,也是一个不可能完成的挑战。

  首先呼吸就不适应:现代空气中的二氧化碳比例还不到白垩纪的四分之一;食物也不合口:现代被子植物中存在的大量生物碱可能让植食性恐龙中毒,现代哺乳动物则可能让肉食性恐龙染上致命病菌;甚至只是在树上蹭个痒,它们也可能被植物中的生物碱杀死。如此一来,只能造一个密闭空间,科学还原恐龙时期的环境条件供其生活。以现在的科技水平,这几无可能。

  所以,想看到活的恐龙,那是很难的。你不如换个思路,在院子里养一些鸡和鸭,毕竟,鸟类是恐龙的后代,它们就是恐龙。

  参考文献

  1. Evidence of proteins, chromosomes and chemical markers of DNA in exceptionally preserved dinosaur cartilage

  https://academic.oup.com/nsr/article/7/4/815/5762999

  2. Hints of fossil DNA discovered in dinosaur skull

  https://www.nationalgeographic.com/science/2020/03/hints-of-dna-discovered-in-a-dinosaur-fossil/

  3. The half-life of DNA in bone: measuring decay kinetics in 158 dated fossils

  http://wnsrkhwzyx.xsb178.comg.org/content/early/2012/10/05/rspb.2012.1745

责任编辑:王超

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