突破百萬年極限,科學家成功提取165萬年前猛獁象DNA

突破百萬年極限,科學家成功提取165萬年前猛獁象DNA

突破百萬年極限,科學家成功提取165萬年前猛獁象DNA

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。

突破百萬年極限,科學家成功提取165萬年前猛獁象DNA

由於

DNA測序技術

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。

突破百萬年極限,科學家成功提取165萬年前猛獁象DNA

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