人類真的可以復活史前巨獸嗎
一位科學家從一隻吸了恐龍血、嵌於樹脂化石中的蚊子身上提取出恐龍DNA,成功複製出恐龍,並最終建成了一座恐龍公園,這是電影《侏羅紀公園》中的故事情節。在現實生活中,恐龍,這個滅絕了上千萬年的物種,牽動著很多人的神經,人們對它充滿了好奇和渴望,甚至有大膽的科學家想要復活這個史前巨獸。
但是近日,紐西蘭科學家研究認為,只需680萬年就會完全分解。因此,有媒體在報道中指出,DNA的壽命是680萬年,而可是在6500萬年前就絕滅了,科學家要復活恐龍的想法,看來是沒戲了。那麼,恐龍是不是真的無法復活?如果能復活的話,其復活的難點在哪兒?為此,記者採訪了相關專家。
基因問題
多因素影響DNA降解680萬年「壽命」並非定論
近日,一項來自紐西蘭的研究認為,DNA只需680萬年就會完全分解。根據計算,他們認為DNA的半衰期約為521年,換言之,每過521年脫氧核糖核苷酸之間的化學鍵就會斷裂一半。就算在-5℃的最理想條件下,最多經過680萬年,這些化學鍵就會分解得一個不剩。而早在那之前,可能只要150萬年,這些化學鍵就已經破碎得完全無法解讀了。悲劇的是,恐龍可是在6500萬年前絕滅的。
不過,這項研究並沒有蓋棺論定。其他研究者認為還會有許多其他因素影響到DNA的降解,如土壤化學、發掘後儲存條件,甚至動物死去的季節等都可能對結果產生影響。對此,著名恐龍專家、中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星說:「眾所周知,DNA是有機大分子,沒有壽命之說,對DNA談壽命就不太科學。」他指出,像DNA這樣的有機大分子在生物體死亡之後,由於所處的環境發生變化,會很快分解,成為DNA片段。這些片段有時會保存在化石當中,可以用於古DNA研究。但目前已知可靠的古DNA片段最多只有幾十萬年,離恐龍時代非常遠。
當然,在特殊條件下,比如DNA所處的環境與生物本身的環境很接近,也就是說最理想的狀況,以最慢的分解率來算,也可能達到680萬年才完全分解。
「680萬年並不是一個定論,而是根據一定的計算推測而來,並無直接的證據。」在中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員、博士生導師汪迎春看來,影響DNA降解的因素有多種,包括物理、化學和生物方面,如溫度、所處環境的酸鹼性以及生物的活性等。高溫、酸性能促進DNA的降解,而微生物所釋放的DNA酶也能輕易地降解DNA。如果將DNA存放在中性的環境中並凍存在液氮里,相信其壽命可能遠遠超過680萬年。當然,該研究所說的680萬年是指DNA的完全降解,事實上不完全降解的DNA所提供的遺傳信息本身就不完整,從這個意義上說,能夠提供完整且遺傳信息真實的DNA其保存時間可能要遠遠低於680萬年。
複製問題
尋找完整DNA困難打造胚胎技術不足
現在世界上陸續有地區發現了大量的恐龍或恐龍蛋化石,有人不禁要問,在如此多的化石之中就不能獲得一個完整的恐龍DNA嗎?
「從存活的生物中獲取完整的DNA並沒有什麼困難,也可以在一定的條件下保持其穩定,但從恐龍化石中獲取完整的DNA是不可能的。」雖然汪迎春把從化石中獲得完整恐龍DNA的可能性排除了,但是我們不妨退讓一步,假設科學家們撞大運,在這些化石中找到了足夠的恐龍DNA片段,是否能拼湊出完整的恐龍DNA來呢?
答案是也很難。「就算人們真的有這樣一些DNA的化石,但我們只有遺傳密碼中非常小的一段,並非所有關鍵基因都有。所以,要想運用存留下來的古老DNA,來複制恐龍的話,不太可能。」有關專家認為,人類的基因組測序是先將完整的基因組打碎測序(因為單次測序的DNA片段不能太長),然後再重組。但化石經歷了漫長的時間,且恐龍又包含很多種類,因此,極難保證這些少量殘片最終能拼出一種恐龍的完整基因組。就像一盒拼圖只要肯花時間,早晚可以拼成;可如果是100盒拼圖混在一起再隨便撈出一把,要想拼出一幅完整的圖難度就大多了。
那麼,我們再退讓一步,假設可以修復出一種恐龍的完整DNA,是不是就萬事大吉了呢?
汪迎春認為,在現有的知識與技術條件下,即使有一套完整的恐龍DNA,也不可能複製出恐龍胚胎。現有的克隆技術包括核移植及幹細胞技術都是在細胞水平上操作的,即首先必須有可操作的活的細胞。而DNA只是一種含有遺傳信息的化學分子,即使將其導入到一個受體,如一個去核的細胞中,也很難保證其上所包含的數萬個基因的正確表達,因為DNA首先必須要包裝成染色體,而染色體必須要有一系列的正負調控因子來調節其上基因的表達。到目前為止,人類還沒有能力將純化的高等生物的DNA包裝成有功能的染色體及細胞核。
生存問題
難覓適宜胚胎受體不易適應當今環境
對於復活恐龍這件事,並不是所有科學家都認為前路黯淡。徐星就表示:「隨著發育生物學的進展,我們對於形態結構和其發育機制的了解越來越深入。如果有一天,我們能夠完全掌握每種形態結構的發育機理,同時基因工程技術也發展到可以控制形態結構的產生,那麼從理論上講,我們應該能夠造出類似恐龍的生物。」
既然科學家給了我們一線曙光,那麼我們不妨再大膽假設,假設人類能夠製造出恐龍胚胎,復活恐龍是不是就指日可待了呢?
在《侏羅紀公園》這部電影中,小恐龍都是在保溫箱里破殼而出的,但是我們不可能憑空孕育出恐龍蛋,還必須找到合適的胚胎培育受體,才會有恐龍蛋的存在,那麼,我們到哪裡去找適合恐龍的培育受體呢?現代的大型動物,比如大象、鯨魚、鴕鳥,也都具有龐大的身軀,可是要把恐龍的胚胎移植到這些動物的身體里,能夠順利誕生恐龍嗎?
中國科學院動物研究所研究員陳大元指出,因為一些大型恐龍生出來的幼仔也是很大的,所以恐龍胚胎的受體很難找到。其他大型動物,比如大象也沒有恐龍那麼大,而且恐龍跟大象之間相差很遠,所以要易種的話難度很大。當然,並非所有的恐龍都是龐然大物,也有長得像小雞一樣的恐龍種類,可以找到相同體積的現代動物做受體。
如果在所有假設都成立的前提下:科學家們首先找到了恐龍完整的遺傳基因,然後又尋找到了適合的培育受體,成功復活了恐龍,那麼我們是不是能把「侏羅紀公園」搬到銀幕之外呢?
有研究表明,恐龍生活的中生代二氧化碳的濃度很高,而其後的新生代二氧化碳的濃度卻較低。這種環境對恐龍不利的因素可能體現在兩方面:一是恐龍的身體產生了不適,在新的環境下,很容易得病,而且疾病會像瘟疫一樣蔓延;二是新的大氣環境更適於哺乳動物的生存,哺乳動物成為更先進、適應性更強的競爭者。在這兩種因素的作用下,恐龍最終滅絕了。
徐星說:「恐龍究竟能不能生存,這很難預測。畢竟恐龍生活的年代和今天的地球非常不同,像大氣成分等許多因素都發生了很大的變化,所以很難說。我想即使能夠生存,最起碼也需要一定的時間適應。」
此外,對於該不該進行復活古生物的研究,學術界和全社會都一直存在爭論,絕大多數科學家認為,複製恐龍在理論上的確是有可能實現,但是難度非常大。如果這是一種局部可控的實驗室行為,那麼作為學術研究是無可厚非的。但是,如果像《侏羅紀公園》里那樣通過複製恐龍人為地改變自然過程,那麼這種行為就值得商榷了。畢竟,我們複製出的是真恐龍還是某個怪物,複製出的恐龍在現在的自然環境中會出現哪些反應,這些問題都沒有人能夠回答。而事實上,在《侏羅紀公園》這部電影中,導演已經通過許多災難性的場景來表達這種對人為干預自然進程的擔憂了。所以,人們夢想中的「侏羅紀公園」有可能永遠都只是一個夢。
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