復活遠古生物真的可以實現嗎?

復活遠古生物真的可以實現嗎?冷月如霜 發表於 2012-11-13

千萬年前,一隻剛從笨拙的食草恐龍身上飽餐一頓的蚊子停在附近的一棵樹上乘涼。然而不久後它卻發現有些大事不妙——樹上分泌的樹脂像一個溫柔的陷阱,粘住了它細長的腿,使它無法動彈。隨即它被更多的樹脂包裹,定格,墜落。在歲月的份量下,這塊樹脂在黑暗中逐漸變得堅硬,以琥珀之名將時光封存。偶爾發現它的採礦工人把它交給了科學家。於是它在後者興奮的眼神中被解體,一根細長的針管扎入了蚊子的體內。隨著一些渾濁的黑色液體被抽離,依舊柔軟的蚊子軀殼變得乾癟。沒有人在乎這些。對他們來說,這些液體比石油貴重上百倍。而他們所關心的,也只是這隻蚊子有沒有更多的剩餘價值可以榨取而已。經過一系列複雜而精密的儀器的處理,科學家們成功得到了恐龍的遺傳信息,並藉此於現代將恐龍復活。

這個故事看上去很令人興奮,不是嗎?

然而有一些科學家們卻不看好現實版《侏羅紀公園》的上映。在2012年10月發表在《皇家學會學報·生命科學》的一篇論文中,來自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·邦斯等人分析了一種曾在澳洲生活而現已滅絕的巨大鳥類——恐鳥的腿骨化石,並發現在這些化石的保存環境下,DNA的半衰期可能只有521年。《自然》雜誌網站上的新聞對此評論說:「關於能否克隆出一隻霸王龍的討論可以蓋棺了」。

【圖片出處:http://interactyx.com/】

為什麼這麼說呢?這得先從DNA的結構談起。我們平時所說的DNA是個雙螺旋(即雙股,螺旋)的分子,顧名思義,一個DNA分子由兩條單獨的DNA鏈纏繞而成。如果把每一條DNA鏈放大了看,會發現它就如同一條彩色的珍珠項鏈,黑、白、粉、黃四種顏色的珍珠的排列順序儲存了大多數生物的遺傳信息。這些項鏈上的四色「珍珠」便是組成DNA的基本元件——核苷酸。而把這些核苷酸串接在一起的「線」,是一種叫做「磷酸二酯鍵」的化學作用力。但正如珍珠項鏈會損壞一般,DNA也會降解。在高溫,酸性環境或者是微生物的作用下,這些「線」會斷開,DNA上 「珍珠」也會隨著掉落。倘若這些串接的線斷裂得太多,那麼我們是無法從一堆掉落的四色珍珠中還原出這些珠子原本的排列順序的。換而言之,DNA上儲存的遺傳信息由於無所依附而蕩然無存。

艾倫托夫特和邦斯等人的研究正是闡述了DNA上的「線」斷裂的速度。他們通過比較手頭158塊不同年份的化石,發現大約每過521年,化石中能被人類獲得的遺傳信息就會少一半。與一塊600年的化石相比,一塊8000年前的化石中的可測的DNA含量只有前者的近二萬分之一。如果琥珀中保存的DNA也以同樣速度降解的話,那麼即便在恐龍滅絕之時(約6500萬年前)它的遺傳信息被完整地封存在琥珀中,保留到現在恐怕也只剩下有自然狀態下的2的124760次方分之一,與什麼都不剩幾乎沒有什麼區別了。

「這幫無趣的科學家又在扼殺人類的浪漫幻想了」!讀到這裡的你或許感覺到了美夢破滅的失望。然而嚴謹使科學家們在下結論的時候留下了不少餘地,在將復活恐龍的希望拒之大門外的同時,又給它留了一條窗縫。在論文中,艾倫托夫特和邦斯認為嚴格地說,他們所測出的DNA半衰期只適用於他們手頭化石樣品的保存環境。倘若化石誕生於更寒冷的地區,而非炎熱的澳大利亞,那麼DNA的壽命將要長得多。在他們的模型預期下,如果保存的溫度降到零下5度,那麼DNA的半衰期將迅速增加到近16萬年!如是,則DNA需要經過150萬年才能降解到不可辨識的地步。雖然這與6500萬年還有很大的差距,但與521年相比已經是一個飛躍了。誰知道呢,或許在未來的某一天,我們能找到保存在更佳環境下的化石,同時我們對DNA的分析技術也已更上一層樓,想要從更古老的DNA中獲得信息也未必不可能。

不過即便我們獲得了遠古生物的遺傳信息,並將其復原成DNA,那也只是第一步罷了。這些動物想要得到復活,還得經歷「出生」這一關。無論是先有恐龍還是先有恐龍蛋,恐龍總要是由恐龍生出來的,可現在我們去哪裡找一隻可以懷上恐龍的恐龍呢?所以想要這些遠古生物復活,我們還要借用下「克隆羊」和「試管嬰兒」的技術——我們將含有遠古DNA的細胞核轉到某一種現代生物的去核卵細胞中,並使這個新細胞開始分裂,形成一個早期的胚胎。隨後,這個胚胎將被植入這種現代生物的子宮內。假使植入成功,這些胚胎將繼續發育,直至小生命呱呱落地。聽上去挺複雜吧,為了實現這一系列步驟,事實上科學家們還需要做更多的嘗試,優化每一個單獨的步驟。而其中最重要的一點,便是這個「代孕母親」的選擇。

不同物種的細胞雖然都有同一個名字,也有許多非常接近的結構,但畢竟還是有著或多或少的區別,而這些區別正是造成不同物種細胞核與細胞質無法兼容的主要原因之一。為了儘可能減少不同細胞間的區別,遠古生物與代孕母親的物種在進化上的差距越小越好。比如現代鳥類中體型同樣巨大的澳洲鴕鳥是恐鳥的近緣種,如果有一天想要復活恐鳥,選擇澳洲鴕鳥代孕比較明智。但對恐龍而言,由於現代幾乎沒有與它較近緣的物種,所以代孕母親恐怕還得從遠親鱷魚或者進化上的後代鳥類著手。

2009年,英國的《新科學家》雜誌將DNA保存的完好程度以及尋找代孕母親的難易程度綜合在一起,評出了10大最有可能復活的遠古生物,其中滅絕了不過600餘年,又有合適代孕母親的恐鳥赫然在列。除此之外,比較耳熟能詳的生物還有劍齒虎,大樹懶,塔斯馬尼亞虎等。恐龍由於滅絕年代過於久遠,DNA保存狀況堪憂,又沒有非常合適的代孕母親,因此未能被納入考慮範圍。猛獁是另一種沒有被列入這個表單的生物。但由於僅在1萬多年前滅絕,屍體又經常被保存在凍土層中,猛獁的DNA保存得比較完好。在親緣關係上,印度象也可以成為代孕小猛獁的載體。賓夕法尼亞州立大學建立了一個「猛獁基因組計劃」,成功地讀取了猛獁基因組的序列,並已鑒定出那些猛獁特有的基因。今年3月,俄羅斯與韓國的一個實驗組簽訂了合同,正式開始動手復活它們。

成功復活高等生物的企圖可以說是舉步維艱,但是想要復活簡單的細菌恐怕就要容易多了。今年7月,喬治亞理工大學的一個研究組成功地將遠古細菌的一個基因轉入了現代的大腸桿菌中,而這個基因的年齡高達5億歲!這些帶有遠古基因的細菌依舊能夠在培養基上生長,但卻看似不夠健康,生長速度只有正常細菌的一半左右。大腸桿菌是一種生長周期極短的生物,在實驗室的條件下,它只需不超過30分鐘的時間即可產生下一代。僅在500代之後,人們發現這些細菌的健康程度已經接近,甚至超過了正常的大腸桿菌。測序結果表明這條5億歲的基因依舊完好無缺,而大腸桿菌本身的基因發生了許多改變,使它能夠更好地適應環境。

來自遠古的細菌?如果能導致人類疾病的爆發,那可簡直就是好萊塢的劇本了。不過現實畢竟不是電影,正兒八經的科學家們可不會像電影中演繹得那麼弱智。在詳盡的計劃與嚴格的控制下,出現超級細菌或者超級猛獁橫掃人類的情形可不會真的出現。至於人類要如何與這些復活的遠古生物起衝突,這個問題交給斯皮爾伯格去考慮就行了。

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