尼安德特人之死

人類歷史上最迷人的奧祕之一,莫過於在歐洲繁榮了成千上萬年的尼安德特人的命運了。3萬多年前,隨著冰川蔓延過整個歐洲大陸,尼安德特人便滅絕了。英國劍橋大學地質考古學家特尹爾德-範-安德爾等出版了一本名為《歐洲末次冰川期的尼安德特人和現代人》的書,認為尼安德特人之所以走到末路,是因為不能適應在攝取食物方面的變化。

《歐洲末次冰川期的尼安德特人和現代人》的內容取自於一項氣候、環境、考古等多學科相結合的7年計劃的全部信息,該項目首次對6萬5千年至2萬年前期間進行了綜合研究,那時候,解剖學上的現代人逐漸佔據優勢,而尼安德特人則完全消亡了。

範-安德爾等報告說,歐洲冰河紀並非總是冰。在大約3萬年前的寒冷時期降臨之前,氣候還是相對溫和的。到了2萬年前,半個歐洲都籠罩在冰下。但按照範-安德爾等的說法,尼安德特人的衰敗並非天氣的原因,而是由於賴以生存的、溫順的成羣野牛和龐大麋鹿等草食動物的減少。貧瘠土地上的動物變得非常稀少,而且為數不多的野獸不斷遷徙,從而必須奮力追趕才能捕獲獵物。這時候,尼安德特人顯然不能適應攝食環境的變化了。

與尼安德特人消亡處於相同時期的早期現代人"奧瑞那人",則很好地適應了相同的環境和食物,範-安德爾等對此表示為"非常之驚奇"。範-安德爾等認為,這表明尼安德特人之所以在對環境適應方面失敗,更主要是由於文化方面的原因,而非大腦的解剖學緣由,尼安德特人其實與其他任何人一樣聰明。大約3萬5千年前,當一種處於更晚期文化的"格拉維特人"出現時,他們由於具有了笨重的矛與刀、以及嚴密的家庭組織,因此能夠有效地追趕並捕獲遷徙的野獸,從而得以生還下來。

人類祖先猜想

2014年,考古學家們公佈了一項最新研究結果,也就是尼安德特人的全套DNA序列圖。通過對比可以清楚地發現,尼安德特人的DNA序列和現代人類的DNA序列非常相似,因此很多考古學家提出猜想:人類的共同起源是尼安德特人。

在這次研究中,考古學家們發現,遠古時期的尼安德特人在生活習慣方面非常無憂無慮,悠閑自得的樣子,與後期進化的大多數人種相比,他們少了一份競爭意識。

從報告的內容來看,尼安德特人與現代人之間存在很多相似之處。科學家們嘗試用不同的科技手段對比兩種人之間的差異,雖然相似度隨著方法的不同也有所不同,但是這種相似度一直保持在20%到30%之間,相比於其他人種,這一數據已經算是相當高的了。

一個國際科學家團隊完成了尼安德特人的基因組測序工作。他們將測序結果與來自世界5個地區的現代人基因組進行比較後發現。科學家意外發現,一點尤其讓人困惑,因為迄今東亞地區尚未發現尼安德特人的遺跡。

科學家提出的一個較合理的解釋是:尼安德特人在大約10萬年至5萬年前在中東地區與走出非洲的早期現代人發生過交配,之後現代人散居歐洲和亞洲各地。

DNA不為人知的祕密

生物的細胞中含有兩套DNA,一套就是我們通常所說的DNA,也是我們經常用到的,即核DNA,另一套就是線粒體DNA。在一個細胞中只有一個核DNA,而線粒體DNA則數量眾多。此外,線粒體DNA的長度通常比較短,比起有30多億對鹼基對的核DNA,線粒體DNA只有1萬多對鹼基對,綜合而言,線粒體DNA可以保存很長的時間,甚至上千年也有可能。

DNA有母系遺傳和父系遺傳的特徵。如線粒體DNA,表現為母系遺傳,因為精子的線粒體主要是在其尾部,而它在和卵子結合的時候,只是頭部進入卵子,尾部卻掉在了外面,因此,受精卵中的線粒體只有來自母親卵細胞的線粒體,這樣一來,後代的線粒體DNA就只和母親一樣了,表現為母系遺傳。

細胞中的Y染色體,則表現為父系遺傳,因為Y染色體只有男性有,女性沒有,一般由父親穩定地遺傳給兒子。

電影《侏羅紀公園》中用恐龍化石中提取的DNA復活恐龍是不可能實現的

在不受外源污染的情況下,通過一系列如PCR擴增等科學手段得到儘可能多的恐龍細胞核DNA的信息,但是怎麼修補DNA信息缺失的部分是一個難題。如果在這一過程中發生任何錯誤,那麼複製恐龍就是一句空話,甚至會導致複製出無法想像的怪物。

中科院北京基因組研究所DNA信息提取專家鄧亞軍說過,目前還不知道美國方面聲稱獲取的恐龍DNA的詳細情況。但根據常識判斷,如果確實有DNA信息被提取出來,其DNA片斷很有可能是線粒體DNA,即細胞質DNA。她介紹說,生物體DNA可以分為細胞質DNA和細胞核DNA,其中細胞核DNA是生物體遺傳信息的主要載體,而細胞質DNA只負責表達部分遺傳功能。

北京自然博物館的古生物專家王文利說過,目前發現的白堊紀晚期的恐龍化石一般都屬於動物硬體化石。他認為,像恐龍這樣如此久遠的動物的肌肉、皮膚等只有在特定條件下木乃伊化之後纔可能保存下來,在前蘇聯的北極永久凍土帶就曾發現過猛獁象的肌肉組織。王文利表示,即使真的能發現恐龍化石中保存的結締組織、軟骨組織等,這些軟組織也可能在漫長的演化過程中硬化後保持完整的外形,但內部的DNA則很難測定。

DNA能保存多久?

哥本哈根大學的研究人員通過對158塊含有DNA的腿骨進行檢測之後,確定DNA的半衰期為521年。在人體死亡的521年之後,骨骼中一半的「核苷酸連接」會被破壞;再過521年,剩下一半中的一半又會被斷掉;以此類推,直到全部斷掉為止。

在最理想的狀態下,如果人體的骨骼可以保存在零下負五攝氏度的溫度下,骨骼中的DNA能保存到680萬年之後,才會被全部破壞掉。

但在真實的環境中,不同的溫度和水分,微生物的破壞以及其它不可控因素的影響,骨骼中DNA序列在經過大約150萬年以後就已經很難被提取出來。即使某些片段被提取,也會因為含有的遺傳信息太少而不具參考價值。


這個問題我們必須首先掌握一個知識點,化石如何形成的。

化石是如何形成的

要變成化石一點都不容易。

經過分析研究,我們發現必須具備幾個條件,纔能有幸成為一具化石。

首先,這個生物得死在恰當的地方。自然界中大概只有約15%的岩石能夠保存化石。死者必須埋在沉積物裏,在那裡留下個印子,在不接觸氧氣的情況下腐爛,讓骨頭和堅硬的部分(在極少數情況下還有較軟的部分)裏的分子由溶解的礦物質取而代之,按原件創造出一個石化的版本。

其次,在化石所在的沉積物經受地球運動的隨意擠壓、摺疊和推動的過程中,化石必須設法保持一種可以識別的形狀。當然,你得祈禱不要遇到什麼地震、火山噴發、小行星撞擊之類的事故發生在其周邊。

最後,尤其重要的是,在藏匿幾千萬或幾億年以後,被一個認識化石價值的人發現,並且妥善的保存或者送到研究機構來。

可見,從化石形成的第一步開看,生物的分子已經由溶解的礦物質取而代之了,那就是一塊石頭,DNA?想太多了吧。

侏羅紀公園演的是從一塊琥珀裡面提取的DNA,同學們看電影不認真不行的啊。

DNA能保存多久

DNA是生物信息保存最久的存在了。可是在漫長的地質考古年代的角度來看的話,它仍遠遠不夠久遠。

從生物被宣告死亡那一刻起,DNA就會隨之逐漸分解。DNA的半衰期約為521年,即每過521年,DNA的就會降解一半。脫氧核糖核苷酸之間的化學鍵就會斷裂一半。如果是警方用來追查殺人兇手,那一定是鐵定完美的證據了。

DNA想要橫跨680萬年,必須是在最理想的環境狀態下。漫長歲月中的任何不測,都可能加速DNA的分解速度,例如不可預測的遇上高溫、酸性和微生物釋放的DNA酶等,都會讓DNA面目全非。在西伯利亞凍原中,只死亡了幾萬年的猛獁完整的冰凍屍體中,我們都難以提取出完整的DNA了。

但是尼安特人在3萬年前已經徹底滅絕,我們憑藉DNA比較研究,還是可以獲得進展的。有研究表明,現代人類的基因裡面含有大約3-5%的尼安特人基因片段。

結語

人類學是一門全面的學科,光靠挖石頭或者驗DNA沒有多大益處。

好比一個現代宅男,和一個非洲土著,他們的DNA對比幾乎毫無差別。但能因此得出結論——他們的生活一樣的推論嗎?

我是貓先生,感謝閱讀。


DNA是一種線性的聚合高分子,非常脆弱,在生物體外,其保存取決於保存條件。若保存條件不佳,DNA很容易就會斷裂成片段,而甚者就會直接分解為其他物質。

DNA的脆弱性

DNA的構成元素為碳、氫、氧、氮四種,它們以共價鍵結合成雙螺旋結構,然後線性延長,成為一種極細的絲狀結構。在生物體內,DNA緊密地纏繞在一個個圓墩狀的組蛋白表面,細胞需要的時候才解開纏繞進行轉錄。但是一旦細胞的生命終止,這種保護機制就會慢慢地消失,而細胞中的各種酶由於喪失了原有的生理平衡甚至可能對組蛋白以及DNA本身造成威脅。這些酶會降解保護細胞的細胞膜、細胞核膜以及組蛋白,然DNA曝露於外界環境的傷害之下。

生命數億年來與自然的基本抗爭就是保護這串珍貴的絲狀分子,確保生命必須的遺傳信息不被外界環境所破壞,這種努力在活著的生命體當中無時不刻不再進行著,但是一旦脫離了生命體,DNA基本上就和自然當中的其他物質分子一樣直接接收自然中熵的侵蝕。

從一起罪案說起

波士頓絞殺手是1960年代發生在美國波士頓斯的13命連環謀殺案的兇手的外號。調查人員利用在犯罪現場從毯子上取下的DNA,經過分析發現與嫌疑殺手阿爾伯特·德薩爾沃家族成員非常接近。此結果將德薩爾沃與犯罪現場聯繫起來。於是官員們已經允許挖掘1973年去世的嫌疑犯德薩爾沃遺體,以測試他體內的DNA並確認是否匹配。

上圖:疑犯阿爾伯特·德薩爾沃死於1973年。2013年法官允許開棺驗取樣,通過DNA鑒定,確定此人就是兇手!

DNA會隨著時間的推移而降解,它持續多長時間取決於它的保存程度。 接觸熱、水和陽光等因素會使DNA分子降解得更快。保存DNA的最佳方法是將其冷凍,然後將其密封在真空包裝的容器中。

研究人員估計DNA的半衰期,即DNA分子骨架中一半的化學鍵斷裂的時間——為521年。這意味著,在理想條件下,DNA將最長可以存在大約680萬年,那時所有的分子鍵都將被打破,但存在並不意味著其信息一點沒有損壞。研究人員也表示,理想情況下,大約150萬年左右,DNA基本上就無法讀取了。目前最古老的DNA是在格陵蘭島的冰層中發現的,其年齡估計在4.5到80萬年之間。

而對於那些完全石化的化石來說,DNA倖存的機會非常渺茫,諸如那些大量的恐龍化石。因為時間太過久遠,這些古生物的骨骼當中的有機質基本上已經被從外界滲入的礦物質取代,而骨骼細胞中的DNA自然也像那些早已不存在的肉體組織一樣被分解殆盡。這是我們根本不用討論在石質的恐龍化石當中去搜尋DNA蹤跡的原因。有希望提取DNA的遺體或者化石,基本上是尚未完全石化的。琥珀因其樹脂良好的隔離礦物質的能力,使得被包裹在琥珀當中的生物的DNA得到了較好的保護,因此琥珀是研究古生物DNA的重要渠道。但因為琥珀當中的DNA仍然會自發地降解,因此也不大可能完整保持,大多會遵循上面的半衰期分解。所以最大限度來說,在150萬年內的琥珀是有一定研究可行性的。

上圖:很不幸,這顆侏羅紀的琥珀當中的蚊子體內已經找不到DNA。時間太久遠。

提取樣本的方式,無論是對幾十年前的屍體,還是幾十萬年前的化石,方式都是類似的。其中最重要的原則就是要儘可能避免外源性的DNA污染,因為操作的環境中有各種各樣的生物以及操作人員自身脫落的組織,例如頭髮和上皮組織等,如果污染樣本就可能造成錯誤的分析結果。

如果檢測的對象是人類,那麼其他生物的DNA污染都容易在後期通過DNA上的特殊標記排除,而如果是被操作人員的DNA污染,那麼有時候往往研究人員也會被結果搞得一頭霧水。這種事情在實驗室並不少發生。基本上的原因就是操作規程不規範。

所以通常操作者需要使用清潔的鑽取採樣設備,從遺體或化石的內部獲取樣本(因為外表有很多其他生物的DNA污染)。在《Tutankhamun: The Truth Uncovered 》(圖坦卡蒙:真相揭祕)這部紀錄片中,觀眾就可以看到研究人員是如何從圖坦卡蒙極其親戚的木乃伊當中進行組織採樣的,而最終結果揭示了圖坦卡蒙的身世之謎。

上圖:阿瑪那遺址的家族世系

最古老的尼安德特人DNA樣本

最古老的尼安德特人DNA樣本是從義大利南部一個洞穴中的遺骸中提取出來的,這個發現證實了這具被稱為「阿爾塔穆拉人」的古人類化石來自一個生活在15萬年前的尼安德特人。

阿爾塔穆拉人於1993年在普利亞大區阿爾塔穆拉鎮附近的Lamalunga岩溶洞穴中被一羣洞穴學家發現,由一個幾乎完整的化石人類骨骼組成,處於極好的保存狀態,位於溶洞中,在一片珊瑚狀的鐘乳石叢中有一具骷髏,只有頭骨和肩膀的一部分可見,其身體其餘部分被方解石結核所覆蓋。研究人員認為,這個不幸的原始人落入了洞中,並一直被困在那裡,因飢餓或缺水而死亡。然後骨架上覆蓋上了石灰石,這些石灰石有助於其DNA的保存。

儘管在歐洲和近東地區也可以找到其他化石樣品,但是沒有一種能像阿爾塔穆拉人的化石保存得那麼完好。因為洞穴的偏僻,且處於這樣一種保存狀況,在被發現之前,阿爾塔穆拉人一直沒有受到過任何干擾。

進行DNA的比對,必然需要找到共有的「錨點」,以這些基準點來確定染色體片段的差異,這是基本邏輯。鑒於黑猩猩與人類的基因有超過98%的相似性,那麼尼安德特人的DNA序列當中應該絕大部分位點都是能夠對上的,這降低了匹配的難度,然後以人類的基因圖譜作為模板,將尼安德特人的基因片段往上面一對比,即可發現相同基因段的差異。有的差異可能會很多,例如有數百個核苷酸位點的不同,但有的基因片段可能就完全相同,沒有差異。

但得注意,這裡所說的差異是在考慮單核苷酸多態性的基礎上(SNP),因為即便是在單個人類個體當中,兩套染色體的同一基因的序列也不是完全相同的,因為來自父母各一條的染色體,其上等位基因實際上是有些微差異的(這些差異給個體帶來了遺傳優勢)。所以與尼安德特人進行對比,還要基於對現代智人內部所有基因的變體的研究結論的基礎上——這個工作是複雜而耗時的。也就是說,要發現尼安德特人具有大部分現代人不具備的基因型,才能確定那個基因是尼安德特人特有的基因。而且非洲以外的族裔也含有尼安德特人的血緣,所以這時候就還要在,人類不同族裔之間進行分類分析。這遠非一兩個研究能夠覆蓋。所以如今對於尼安德特人基因組的研究仍然在進行。

此外,除了核DNA外,線粒體DNA(母系)也是另一個研究的領域。研究方法也是類似的。但線粒體DNA相對內容較少,可能研究工作內容的量級要低很多。不過在現代計算機分析技術,AI技術以及大數據技術的支持下,這些分析比數年前要容易多了。

總結

DNA這種高分子生化分子的脆弱性,是由它的本質決定的。DNA是生命構造起來的,它具有生命需要的那種韌性和靈活性,也就是說既不要太容易破壞,也要能夠容易解開,這種難易度應該在生化的可控範圍內。於是DNA成為了與生命的肉體一樣的脆弱性。塵歸塵,土歸土,原來作為生命中心的DNA也要回歸無生命的自然的懷抱。在那些遺骸當中,我們僅能夠祈求其殘留的信息能夠儘可能多地保存,讓我們得以一窺遠古生命的祕密。還好,尼安德特人離我們而去的時間還不太遠,我們得抓緊時間研究。


首先回答第二個問題。

哥本哈根大學的研究人員曾做實驗證明,DNA的半衰期為521年。也就是說,每隔521年,就會有一般的核苷酸連接會遭到破壞。這個過程指導DNA無限接近全部消失。

以人類化石為例,人類的骨骼化石在零下五攝氏度的環境中,大約要經過680萬年,才會全部消失。但在暴露的自然環境中,可能僅僅能保存150萬年,就基本很難被提取出來。

接下來,回答第一個問題。

目前,在化石中提取DNA的方法,主要有兩種:二氧化硅萃取法和聚合酶鏈式反應。

二氧化硅萃取法的原理是,DNA分子可以被吸附在二氧化硅上,一般採用將化石中的骨粉,溶解到含二氧化硅的特殊溶液中,通過離心設備離心。

聚合酶鏈式反應,英文縮寫為PCR,可以放大、擴增特定的DNA片段,利用細胞中的DNA聚合酶對DNA片段進行提取。這一種一般都會有專門的試劑盒。

化石中的DNA提取,面臨的最大的問題是,時間過於長久,自然分解後剩下的DNA片段較小,且這些片段被污染的可能性極大。

擴展一個小知識:DNA擁有著半保留複製的屬性,這是生物進化和遺傳的基礎。高溫下,DNA的雙鏈結構會解開,當溫度恢復後,再恢復雙鏈結構。


DNA是遺傳信息的載體,現代考古學可以通過對古代人類化石中DNA的提取來研究人類的進化史。然而,科學家能夠從化石中提取出DNA嗎?

生物死去並變成化石後,其中的蛋白質等有機分子就會分解,剩下的就只是礦物質。古生物學的傳統理論認為,化石中有機物的保存年限不超過10萬年。然而,美國科學家、古生物學家瑪麗·施韋策等人,從美國洛基山博物館保存的6800萬年前的霸王龍腿骨化石中提取到了軟組織。經過一系列脫礦物質處理後,剩下的軟組織柔軟、透明、富有彈性,在顯微鏡下甚至可以看到血管和細胞結構。這一發現,是對傳統理論的挑戰,給古生物研究帶來新的懸念。這些軟組織中如果確實含有一些原始的物質,就能夠從中發現有關信息。

中國科學家提出質疑:內部DNA很難測定。生物死亡之後,身體的生理機能全部停止,細胞中的酶會開始分解DNA中的核苷酸之間連接,環境中的微生物也會加快分解的速度。

連接分解最主要的影響因素是水分。 以白堊紀晚期的恐龍化石為例,一般屬於動物硬體化石,像恐龍這樣如此久遠的動物,它的肌肉、皮膚等只有在特定條件下(成為木乃伊)纔可能保存下來。保存的結締組織、軟骨組織等在漫長的演化過程中,內部的DNA已經很難測定。生物知識告訴我們,如果有DNA被提取出來,其片斷很有可能是線粒體DNA,即細胞質DNA。而細胞核中得以DNA纔是生物體遺傳信息的主要載體,細胞質中的DNA只能表達部分遺傳信息。

另外,DNA也有一個半衰期。哥本哈根大學的科學家通過對158塊含有DNA的腿骨進行檢測之後確定DNA的半衰期為521年。即是說,生物死亡521年後,骨骼中一半的核苷酸連接被破壞。以此類推算核苷酸連接全部斷裂的時間。在實際環境中,溫度、水分、微生物還會影響其半衰期。在經過大約150萬年以後,DNA序列就很難被提取出來。即使某些片段被提取,也無參考價值。這個結論對於研究化石中的DNA也有一定的參考價值。

關於DNA提取的方法。目前,最常用的方法是萃取法(這是提取微量物質的常用方法),基本原理是利用某些物質對DNA分子有吸附作用。取少量的化石粉末,溶解在含有特定物質(如:二氧化硅、DNA聚合酶)的溶劑中,通過離心機的作用,把DNA吸附在某種物質上,然後,還有一系列複雜的提純過程。不過,提取不同生物、不同組織的DNA,所加的添加劑不同。


謝謝"悟空小祕書"邀答!

化石中的DNA是如何提取的?

目前,最常用的方法是二氧化硅萃取法,該方法是基於DNA分子在二氧化硅上的吸附作用。通過在化石中取出少量的骨粉,然後溶解在含有二氧化硅的特定溶劑中進行離心,骨粉中的DNA就會被吸附在二氧化硅上。

DNA提取流程

二氧化硅萃取法具有快速簡便、可擴展、 易於實施等優點,但缺點是對於不同的樣品,需要使用不同的添加劑。比如,當提取的對象是骨骼和牙齒時,需要在萃取溶液中加入大量的EDTA(乙二胺四乙酸),它可以溶解骨和牙齒樣品種特有的羥基磷灰石基質;而對於糞便等樣品,則需要添加PTB,它會與DNA交聯從何提取DNA。

除此之外,聚合酶鏈式反應(PCR)也是古人類DNA提取中常用的方法,它是利用細胞中的DNA聚合酶對DNA片段進行提取。

DNA在自然情況下可以保存多長時間?

 

眾所周知,化石作用讓古生物化石中的DNA在特殊條件下可以被保存下來,人們可以從中獲得動物的整個基因組。迄今為止,科學家們已經對11萬年前的北極熊和70萬年前的馬的基因組進行了提取和測序。

蘇黎世理工學院化學和應用生物科學系講師羅伯特·格拉斯表示,DNA也存在著巨大的問題,那就是它會很快降解。格拉斯在接受CNN採訪時表示:「我們已經發現了使DNA非常穩定的簡單方法,希望能找到辦法,將DNA的高存儲密度和穩定性這兩個屬性結合起來,應用於數據存儲方面。」

格拉斯說:「就目前的情況來看,化石中的DNA最多能保存70萬年,不過,也有人推斷能在化石骨頭內發現存在時間長達百萬年之久的遺傳物質。我們已經證明,我們製造出的DNA和信息存儲的衰變速度同化石DNA的相同,因此,我們或能得到大約100萬年的存儲時間。」

考古學領域的最新發現也進一步刷新了人們對DNA保存能力的認知。據媒體報道,2013年年底,古生物學家從一根來自西班牙的40萬年前的股骨中提取出了DNA,這些化石是上世紀90年代從西班牙北部一處叫做「骨坑」(Sima de los Huesos)的地方發掘出來的,這段DNA是公開發表的最古老的人類DNA,將此前紀錄提前了足足30萬年。其中的神奇之處在於,這個DNA能在墓穴這個相對來說比較寒冷但非冰凍的環境下存活下來。


美國人的想像力確實讓人欽佩,一部《侏羅紀公園》把史前的恐龍世界活生生地展現在了觀眾面前,特別是片中那隻兇猛異常的霸王龍更是讓人不寒而慄。然而,古生物學家卻一直認為,從學術角度而言,這部電影漏洞百出,特別是從化石中提取DNA複製恐龍這一細節更是讓人覺得站不住腳。十年河東,十年河西。就在日前,情況有了轉機:一些美國科學家宣稱,他們已經成功地從霸王龍等3種恐龍的化石中提取出了軟組織,其中很可能包含有恐龍的蛋白質,甚至提取脫氧核糖核酸(DNA)也不是沒有可能。科學這次真的能夠化腐朽為神奇嗎?對於恐龍等古生物而言,當它們死去並變成化石後,其中的蛋白質等有機分子就會分解,剩下的化石就只是礦物質。古生物學的傳統理論認為,化石中有機物的保存年限超不過10萬年。然而,美國北卡羅來納州立大學的古生物學助理教授瑪麗·施韋策等人在3月25日出版的《科學》雜誌上發表論文說,他們從美國洛基山博物館保存的6800萬年前的霸王龍腿骨化石中提取到了軟組織。經過一系列脫礦物質處理後,剩下的赭色軟組織柔軟、透明、富有彈性,在顯微鏡下甚至可以看到血管和細胞結構。研究人員還對其他恐龍化石進行了重複實驗,一個是8000萬年前鴨嘴龍的化石樣本,還有兩個6500萬年前的暴龍化石樣本,結果都得到了類似於現代動物骨膠原的軟組織,可以觀察到其中的血管和細胞結構。這一成就既挑戰傳統理論,也給恐龍等古生物研究帶來新的懸念。如果這些軟組織中真的含有一些原始的物質,那麼古生物學家將能夠從中發掘出大量有關恐龍的新信息。例如,利用類似蛋白質的抗體檢測,生物學家將能夠搞清恐龍與現代動物之間的演化關係。施韋策等人在論文中寫道,當化石進行脫礦物質處理後,剩下的是細密的網狀軟組織。研究人員用顯微鏡分辨出了其中有血管、骨細胞、成骨細胞以及其他有機結構的痕跡。他們還將這一軟組織與現代鴕鳥同樣部位的軟組織進行了對比,發現它們的血管和骨細胞結構極其相似,這在某種程度上印證了恐龍與現代鳥類親緣關係最近的理論。然而這些軟組織是否真的屬於6800萬年前的那個龐然大物,一些古生物學者對此提出了質疑。安大略馬克馬斯特爾大學的漢德瑞克·珀因爾就指出,眼見有時未必為實。之前曾有科學家在25億年前的琥珀中發現了有核的原生動物細胞,但是地質化學測試表明,其細胞核已經被樹脂混合物代替了。而那些有彈性的軟組織的真實性同樣值得推敲。科學家曾經從44億年前的古老岩石中發現了一種叫做筆石的羣居海洋生物的化石,但是其中的原始物質——例如膠原質——卻並沒有倖存。至於比蛋白質含量更少且更難保存的DNA,珀因爾認為,如果條件恰好合適的話(空氣乾燥且溫度低於零攝氏度),從理論上講,或許有一些DNA能夠存活至今。「這聽起來確實夠『酷』,」他強調說,「但是這種可能性幾乎為零。儘管存在這樣那樣的疑惑,但是施韋策還是決定將研究繼續下去。在隨後的工作中,研究人員將利用質譜分析以及高性能的液體色譜法對這些恐龍軟組織進行研究。對於美國同行的這項研究成果,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員趙喜進認為,這是一項非常難得的發現。如果後續研究能夠證實這些恐龍軟組織的確「貨真價實」的話,那麼這一成果對於研究恐龍的進化與滅絕將具有重要意義。同時通過將恐龍軟組織與現代動物,特別是鳥類進行對比,將對研究鳥類的起源提供有益的幫助。


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