撰文|王聰
猛獁象
,曾在非洲、亞洲、歐洲、北美廣泛分佈,是地球上曾出現過的最大的哺乳動物,也是冰河世紀最具代表性的物種,然而,隨著氣候變化,適應寒冷氣候的猛獁象逐漸減少,大約5000年前,最後一批猛獁象滅絕,也標誌著冰河世紀的結束。
猛獁象無疑是一個迷人的物種,而且,它們滅絕的時間並不久遠,因此,許多人希望能復活猛獁象,一睹風采,隨著在西伯利亞凍土層發掘到儲存較為完好的猛獁象遺體,復活猛獁象的夢想似乎不再遙不可及。
實際上,也確實有人在為之努力,其中就包括哈佛大學遺傳學家
喬治·丘奇
(George Church)
大神,
他宣稱計劃復活猛獁象,並將其放歸北極地區生活
。
要想復活猛獁象,第一步就是要獲得猛獁象的完整基因組。法國古DNA專家
Ludovic Orlando
於2013年在
Nature
發表論文,在一個
56萬-78萬
年曆史的馬腿骨中成功提取了DNA,這也是之前最古老的基因組資料。
當一個生物體死亡後,其染色體就會破碎成片段,隨著時間的推移,DNA鏈逐漸縮短,以至於即使可以被提取,也無法解讀出有用的資訊。科學家們一直懷疑,
如果合適的儲存條件,古DNA能夠儲存超過一百萬年
。
實際上,科學家之前就從380萬年前鴕鳥蛋化石和177萬年前的犀牛牙齒中解析了蛋白質序列,但是蛋白質序列蘊含的資訊要比基因組序列資訊少得多。因此,科學家們對突破百萬年門口的古DNA序列耿耿於懷,以期望從中瞭解哺乳動物早期歷史,以及人類先祖的資訊。
2021年2月17日,瑞典斯德哥爾摩大學等單位的研究人員在
Nature
雜誌發表了題為:
Million-year-old DNA sheds light on the genomic history of mammoths
的研究論文。
研究團隊從之前在
西伯利亞永久凍土層
中發現的三個
猛獁象
象牙中成功提取了DNA,分別為
165萬年、130萬年、60萬年
。提取的基因組序列長度在4900萬鹼基對至37億鹼基對之間。
這是人類首次提取超過100萬年的古DNA資訊,大幅重新整理之前的記錄。
由於
DNA測序技術
和
生物資訊分析技術
的進步,研究團隊得已從之前發現的三個古老猛獁象化石中提取並分析DNA資訊。
其中最古老的名為
Krestovka
樣本,來自165萬年前,研究團隊從中提取了4900萬鹼基對的基因組資料,名為
Adycha
的樣本,來自130萬年前,從中提取了8。84億鹼基對,名為
Chukochya
的樣本,來自60萬年前,從中提取了37億鹼基對。
從象牙化石形狀來看,這兩個更古老的猛獁象似乎屬於草原猛獁象,但進一步基因組分析發現,真實情況要更為複雜,最古老的
Krestovka
樣本的猛獁象,
應該是一個全新的猛獁象物種
,它已於其他北美猛獁象產生隔離。
進一步分析表明,哥倫比亞猛獁象的祖先一半的血統可以追溯到這一最古老的Krestovka猛獁象,研究團隊估計,大約在42萬年前,這兩種猛獁象血統出現了混合。在當時冰河世紀擴張期間,白令海峽結冰,西伯利亞地區和北美地區連線在了一起,使得許多猛獁象有機會接觸併產生雜交。
猛獁象象牙
這項研究的意義在於,人類首次突破100萬年門檻,獲得了百萬年前的DNA資訊,這一象徵性的突破將鼓勵全世界其他研究團隊的進一步深入研究。
之前科學家曾在43萬年前的洞穴中提取了尼安德特人的古DNA,這也是目前發現的最古老的人類親戚的DNA。永久凍土層中儲存在許多古老物種的資訊,這一時間極限是260萬年,因為在這之前,溫度太高,永久凍土層還未形成。
這些發現提示了我們,合適的環境有可能儲存著數百萬前古代人類先祖的遺骸,在永久凍土層中尋找古人類DNA將是一個夢想。
參考資料:
https://www。nature。com/articles/s41586-021-03224-9
https://www。nature。com/articles/d41586-021-00436-x