提取恐龍化石或者琥珀蚊子裡面保存的基因組DNA信息,重構恐龍細胞,最終復活恐龍,這是美國著名系列電影侏羅紀公園的劇情。

看過電影的同學們會禁不住問,這劇情的思路在科學上可行麼?什麼時候才能真實現呢?每個人都養個小恐龍做寵物的時代什麼時候才能到來呢?

其實這個一點也不難。因為鳥類就是一種特化的恐龍;同學們養鳥,就是養恐龍;同學們喫雞,就是喫恐龍。。。

那麼,同學們的問題需要改成,要復活的是古代存在的那些威風凜凜的恐龍,比如霸王龍蛇頸龍什麼的。能做到麼?

要實現這一想法,人類首先要掌握古DNA測序技術,測到恐龍的整個基因組的序列,再通過DNA合成的技術,按照測得的DNA序列,人工合成得到恐龍的每一根染色體(這方面技術我國領先,比如2017年3月10日出版的國際頂級學術期刊《science》以封面的形式刊發了中國科學家的4篇研究文章:完成了4條真核生物釀酒酵母染色體的從頭設計與化學合成),最後組裝成恐龍的細胞核(可以用鳥類細胞核,偷梁換柱成恐龍細胞核,科學家暫時還做不到,但是估計幾年之後就能做到),再利用克隆技術,將恐龍細胞核 塞入 鳥類的去掉細胞核的受精卵,得到偷梁換柱的受精卵,最後孵化發育成恐龍。

近幾十年來,古DNA測序技術飛速發展,甚至發展出了測古代基因組的技術。比如像下圖描述的,在2008年測到了猛獁象的基因組,在2010測到了冷凍的歐洲人(冰人)的基因組,等等,每年測到的古代基因組的數量飛速提升,由柱高表示。(我所在的古DNA實驗室是我國最大的古DNA實驗室,耳濡目染,在這方面很有經驗)。

但是古代基因組測序技術暫時得不到特別完整的古代基因組序列,總有一些疑難的位置,測不到序列,形成缺口。在侏羅紀公園4中,編劇想到了這一科學困難,借裡面科學家之口提出了一個折中辦法,就是得到恐龍的部分序列,然後將其與鳥類、蜥蜴等動物連接,最後也能得到可用的基因組。這是可行的,但是需要反覆嘗試,因為基因組的人工組裝還是科學難題。

那麼現在的古DNA分析技術,能測到多古老的DNA呢?答案是,在溫帶地區保存的遺骸屍骨,我們的科學家最古測到了40萬年的DNA,而在永凍土中冷凍的遺骸屍骨由於保存更完好,科學家最古測到了 70萬年前的DNA。因為恐龍已經滅絕幾億6500萬年了,所以以現在的技術,是不可能測到恐龍DNA的。而且科學家的主流估計是,即使處於冷凍狀態,DNA也無法保存6500萬年,所以復活恐龍無望。

那麼有什麼辦法能繞過恐龍基因組而得到類似恐龍的序列呢?希望還是寄託在我們周圍的鳥類身上。

這需要科學家分析很多種鳥類和其他爬行動物的的基因組,並找到其中規律:最後利用這規律,純人工(人工智慧)設計出恐龍的基因組,最後造出恐龍。這無疑需要非常非常高的理論知識,克服非常非常多的困難,人類科學家在幾十年內是不可能做到的。

結論:復活恐龍,現有技術做不到,將來也許能做到。


還記得侏羅紀公園裡的大膽理論嗎?利用琥珀中蚊子體內的恐龍血提取DNA再進行克隆孵化,這在現實中並非不可能。

之所以對這個問題感興趣,因為我在遊戲裏早已經孵了好多隻恐龍寶寶了。要孵小恐龍,首先你得有個蛋,恐龍蛋需要是受精卵,要在合適的溫度下進行孵化,需要用篝火或空調控制受精卵所處的環境溫度。

(圖片來自《方舟:生存進化》)

(圖片來自《方舟:生存進化》)

這樣一隻小霸王龍就誕生了,剛出生的小龍需要認領才能成為你的。

(圖片來自《方舟:生存進化》)

萌不萌?

(圖片來自《方舟:生存進化》)

還有小袋鼠,這遊戲恐龍超多,還有各種古生物,可以隨便馴,拉回來交配,然後撿蛋,接著就可以孵小寶寶啦!


時隔22年重啟的好萊塢科幻鉅製《侏羅紀世界》,在全球掀起了恐龍熱。其逼真的恐龍外形,問題也來了:電影中的恐龍真實存在過那個時代嗎?恐龍真的可以被人類「復活」嗎?通過轉基因技術真的可以集合多種動物屬性打造「全能」的新物種嗎?

同普通公眾一樣,古生物學家與分子生物學家也正在思考,甚至研究「恐龍復活」這一有趣的話題,不過科學家思考的邏輯要縝密得多。

曾命名了60餘恐龍新屬種的中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星在觀看《侏羅紀世界》後,要澄清的第一個概念是:電影中90%的代表性恐龍原型都來自白堊紀,其中戲份較多的霸王龍、鴨嘴龍、伶盜龍、角龍都是白堊紀末期古生物,「所以這個電影應該叫『白堊紀世界』更合適」。他說。

白堊紀屬中生代最後紀,始於1.455億年前,結束於6550萬年前,歷經8000萬年;侏羅紀則是中生代的第二個紀,界於三疊紀和白堊紀之間,約1.9960億年前到1.4550億年前。

通過挖掘並研究化石,目前全球古生物學家發現並命名的恐龍已超過2000種,其中中國科學家挖掘並命名的有243種。由於化石與足跡是研究恐龍僅有的「證據」,科學家在命名中常會出現重命名、錯命名。徐星估計,恐龍名字中約有三分之一不成立。

近千種不同形態的恐龍,其真實外貌與影片中呈現的大相徑庭。近20年的恐龍化石挖掘中,尤其在中國、俄羅斯、加拿大、德國出現的大量化石,都證明很多恐龍體表有羽毛,而不像電影中那樣披著鱗片,影片中的霸王龍、伶盜龍、古似鳥龍都被證實是有羽毛的。

徐星分析,基於化石證據表明一半以上的恐龍類羣有羽毛,理論上可推測沒被挖掘、發現的恐龍大部分也有羽毛,「恐龍長羽毛可能是普遍現象」。

那麼現代的基因技術能否復活恐龍,徐星認為,「幾乎不可能。」

丹麥哥本哈根大學的莫滕·艾倫托夫特與澳大利亞莫道克大學的邁克爾·邦斯,2010年發表在《皇家學會學報·生命科學》一篇論文闡述了大約每過521年,恐龍化石中能被人類獲得的遺傳信息就會少一半。這意味著,一塊8000年前的化石中可測的DNA含量是一塊600年化石的二萬分之一。

這樣,6500萬年前的恐龍留給人類能用於克隆的基因可忽略不計。

在中科院動物研究所研究員李偉看來,獲得恐龍完整的基因組只是艱難、幾乎不可實現的第一步,第二步更難突破:通過「克隆」技術將基因組信息置入特定的胚胎,並移植到特定受體中產生個體。有效的動物克隆需在同種或親緣關係非常近的物種間開展,「目前地球上的動物與恐龍親緣關係都較遠」。李偉對《財經》記者說。

這項在恐龍身上完成不了的工程,或能讓猛獁象復活。全球至少有三支研究團隊正在試著重建猛獁基因組。

2012年,科學家在俄羅斯東部雅庫特一個永久凍土猛獁象墓地中,發現了一副獨特的猛獁象殘骸,象體內的細胞保存完好,這為復活提供了難得的素材。

猛獁象滅絕時間較短,人類從殘骸中提取完整DNA的希望更大,同時猛獁象與現代象有較高的親緣關係。研究人員對完好保存的猛獁象屍體DNA結構進行研究,複製了14個基因精確副本。之後,美國哈佛大學研究人員將大象部分DNA置換為猛獁基因。

科研人員將14個基因植入活體大象DNA中,並優先注入與耐寒性有關的基因,能夠改變大象耳朵尺寸、使它們的毛髮更多,增多皮下脂肪,其中最為重要的是增加血紅蛋白特性,該蛋白質有助於身體攜帶更多氧氣。

這項最有復活希望的猜想也面臨著挑戰。李偉表示,「即便能提取出完整的DNA,其中肯定存在大量的DNA損傷,使其不具有生物活性,而且其能否在現代象體內發育也是一個很難逾越的障礙,短期內幾乎無法實現。」

《侏羅紀世界》除了「復活」的恐龍,研究人員還另闢蹊徑稱通過轉基因技術混合了霸王龍、迅猛龍,甚至蛇、烏賊等的基因,完全再造了一個D-Rex混血霸王龍。由於如上所述,恐龍基因已基本難以實現克隆,那麼這個混血怪物的出現,就只能當是看魔幻世界了。

即便用活蹦亂跳的動物基因組在實驗室實現再造,個體發育要經非常精細的調控,從DNA的完整性、基因表達調控,到胚胎髮育的環境等都要有嚴格控制,真不是件容易完成的任務。

不過,徐星認為,隨著分子生物學的發展,未來人類對基因、基因型和基因表型的瞭解越來越多,如能達到完全破解基因和基因表達的規律、明晰基因表達與生物結構具體形狀的聯繫,「未來是有可能人造一個恐龍物種的」


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