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千万年前DNA碎片或现身是否来自恐龙存争议

2020-05-07 09:22:06 整理发布   转载来源:科技日报  

新解 根据目前的理论,遗传物质不可能保存几千万年。在生物死后,其体内的DNA就会开始降解...《千万年前DNA碎片或现身是否来自恐龙存争议

新解

根据目前的理论,遗传物质不可能保存几千万年。在生物死后,其体内的DNA就会开始降解。2012年的一项研究认为,古生物学家只能恢复距今680万年以内的生物的DNA序列。而对于在6500万年前灭绝的非鸟恐龙,其遗传物质早已消失。

但对一只生活在7000万年前的幼年亚冠龙的研究,正试图挑战这一观点。科学家在其化石中发现了被认为不可能存在的物质——恐龙DNA的降解产物。

古生物遗传物质或能存在数千万年

今年早些时候,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的博士后艾丽达·M·巴耶勒等人在一项发表于《国家科学评论》的研究中指出,他们发现的一块亚冠龙软骨化石不仅含有这只恐龙的原始蛋白、软骨细胞,还显示出DNA的化学特征。

化石记录不仅是古生物的骨骼和足迹,还包括古生物的遗传物质碎片,它们能将地球上的一切生命紧密连接。在研究已灭绝的近代生物,如猛犸象和巨型树懒时,古生物学家能修正它们的亲缘关系谱图,探究物种间的亲缘关系。此外,他们还能发掘一些全新的生物学特征,如动物的皮肤颜色变化。同样,来自非鸟类恐龙的DNA将为理解其生理特征的出现提供丰富的新信息。

如果这项研究的结论成立,这表明生物体内的生物遗传物质或能存在数千万年,远长于之前认为的数百万年。但前提是,古生物学家需要确认这些DNA碎片真实存在。

不确定因素加剧来源争议

就在上述论文发布后不久,受恐龙骨骼化石中生物分子争议的启发,美国普林斯顿大学的古生物学博士后梁仁兴(音译)报道称,他们在一种存在于白垩纪的尖角龙骨骼化石中发现了罕见微生物。研究人员找到并分析了骨骼中的DNA,发现它们属于此前从未见过的细菌和其他微生物。这块骨骼化石中独特的微生物组,也让研究人员感到困惑:这些蛋白质和可能存在的遗传物质是来自于恐龙本身,还是来自在化石形成过程中栖息在此的细菌?

在化石中发现的微生物群落,与化石周围的微生物群落并不相同。这也让对恐龙DNA、蛋白和其他生物分子的搜寻工作变得更加复杂了。因为现代的物质可能会覆盖过去在其中生存的生物,形成假象。“即使所有的有机物都能被保存下来,”梁仁兴说,“鉴别过程也将会是很大的挑战,因为从众多分子中寻找属于恐龙的DNA如同大海捞针,可能导致潜在的错误结论。”

这些不确定因素进一步加剧了这一争议:恐龙骨骼化石中的这些生物学物质代表了什么?在亚冠龙软骨的研究中,研究人员观察了它的显微结构,并使用了能结合DNA的化学染料。但在尖角龙的研究中,研究人员通过DNA测序分析了骨骼中残留的遗传物质的性质,并没有观察骨骼的显微结构。

巴耶勒认为,细菌不太可能进入软骨细胞后用它们的遗传物质误导研究者,让研究人员误以为这些微生物才是真正的研究材料。

在这场争议中一个最大的难题是,我们很难进行重复实验。古生物学家曾经也面临过这个问题:1993年,在电影《侏罗纪公园》上映时,一些研究表示发现了中生代时期的DNA。但随后,这些研究结果均被推翻了,因为其他研究团队在重复实验中,无法得到相同的结果。虽然在那之后,古生物遗传学发生了一些改变,但多个实验室能重复得到一致的结果,依然十分重要。不过,这样的合作到目前为止还没有开展。

研究人员表示,目前分子古生物学还是一门有争议的学科。第一个关键问题是,科学家们使用的技术手段本身是用于寻找完整的分子,但在寻找古生物分子的踪迹时,这些分子在漫长的时间中已经被降解改变。更重要的是,对于恐龙通过矿物交换作用转变为坚硬化石的过程,古生物学家还有诸多疑问。巴耶勒说:“我们还没有完全了解生物分子化石化的复杂化学机制。例如,我们并不清楚化石周围环境中的微生物,是否与骨骼内部的微生物存在相互作用。”

然而,随着科学家陆续发现隐藏在古生物骨骼化石中的线索,分子古生物学也正在发展制定相应的标准。“我希望有更多的古生物学家和生物学家尝试做这些事情。”巴耶勒说,“如果我们在这个方向上共同努力,将能更快得到答案。”

即使恐龙的“DNA分子”被证实是一场乌龙,这样的努力也能产生一些意料之外的收益。微生物群落被认为参与了骨骼的保存过程,当骨骼被矿物质替换时,这些微生物能帮助恐龙残骸变成化石。“将来,通过研究这些曾栖息在恐龙骨骼中的远古微生物群落的DNA,将有益于理解在地质时期,这些微生物在恐龙骨骼的矿化和保存中发挥了怎样的作用。”梁仁兴说。

来源:环球科学


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