作者:付丽丽 来源:科技日报 发布时间:2012-10-24 10:35:25
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灭绝时间远超DNA寿命:复活恐龙还有戏吗

 
一位科学家从一只吸了恐龙血、嵌于树脂化石中的蚊子身上提取出恐龙DNA,成功复制出恐龙,并最终建成了一座恐龙公园,这是电影《侏罗纪公园》中的故事情节。在现实生活中,恐龙,这个灭绝了上千万年的物种,牵动着很多人的神经,人们对它充满了好奇和渴望,甚至有大胆的科学家想要复活这个史前巨兽。
 
但是近日,新西兰科学家研究认为,DNA只需680万年就会完全分解。因此,有媒体在报道中指出,DNA的寿命是680万年,而恐龙可是在6500万年前就绝灭了,科学家要复活恐龙的想法,看来是没戏了。那么,恐龙是不是真的无法复活?如果能复活的话,其复活的难点在哪儿?为此,记者采访了相关专家。
 
—————— 基因问题 ——————
 
多因素影响DNA降解 680万年“寿命”并非定论
 
近日,一项来自新西兰的研究认为,DNA只需680万年就会完全分解。根据计算,他们认为DNA的半衰期约为521年,换言之,每过521年脱氧核糖核苷酸之间的化学键就会断裂一半。就算在-5℃的最理想条件下,最多经过680万年,这些化学键就会分解得一个不剩。而早在那之前,可能只要150万年,这些化学键就已经破碎得完全无法解读了。悲剧的是,恐龙可是在6500万年前绝灭的。
 
不过,这项研究并没有盖棺论定。其他研究者认为还会有许多其他因素影响到DNA的降解,如土壤化学、发掘后储存条件,甚至动物死去的季节等都可能对结果产生影响。对此,著名恐龙专家、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星说:“众所周知,DNA是有机大分子,没有寿命之说,对DNA谈寿命就不太科学。”他指出,像DNA这样的有机大分子在生物体死亡之后,由于所处的环境发生变化,会很快分解,成为DNA片段。这些片段有时会保存在化石当中,可以用于古DNA研究。但目前已知可靠的古DNA片段最多只有几十万年,离恐龙时代非常远。
 
当然,在特殊条件下,比如DNA所处的环境与生物本身的环境很接近,也就是说最理想的状况,以最慢的分解率来算,也可能达到680万年才完全分解。
 
“680万年并不是一个定论,而是根据一定的计算推测而来,并无直接的证据。”在中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、博士生导师汪迎春看来,影响DNA降解的因素有多种,包括物理、化学和生物方面,如温度、所处环境的酸碱性以及生物的活性等。高温、酸性能促进DNA的降解,而微生物所释放的DNA酶也能轻易地降解DNA。如果将DNA存放在中性的环境中并冻存在液氮里,相信其寿命可能远远超过680万年。当然,该研究所说的680万年是指DNA的完全降解,事实上不完全降解的DNA所提供的遗传信息本身就不完整,从这个意义上说,能够提供完整且遗传信息真实的DNA其保存时间可能要远远低于680万年。
 
—————— 复制问题 ——————
 
寻找完整DNA困难 打造胚胎技术不足
 
现在世界上陆续有地区发现了大量的恐龙或恐龙蛋化石,有人不禁要问,在如此多的化石之中就不能获得一个完整的恐龙DNA吗?
 
“从存活的生物中获取完整的DNA并没有什么困难,也可以在一定的条件下保持其稳定,但从恐龙化石中获取完整的DNA是不可能的。”虽然汪迎春把从化石中获得完整恐龙DNA的可能性排除了,但是我们不妨退让一步,假设科学家们撞大运,在这些化石中找到了足够的恐龙DNA片段,是否能拼凑出完整的恐龙DNA来呢?
 
答案是也很难。“就算人们真的有这样一些DNA的化石,但我们只有遗传密码中非常小的一段,并非所有关键基因都有。所以,要想运用存留下来的古老DNA,来复制恐龙的话,不太可能。”有关专家认为,人类的基因组测序是先将完整的基因组打碎测序(因为单次测序的DNA片段不能太长),然后再重组。但化石经历了漫长的时间,且恐龙又包含很多种类,因此,极难保证这些少量残片最终能拼出一种恐龙的完整基因组。就像一盒拼图只要肯花时间,早晚可以拼成;可如果是100盒拼图混在一起再随便捞出一把,要想拼出一幅完整的图难度就大多了。
 
那么,我们再退让一步,假设可以修复出一种恐龙的完整DNA,是不是就万事大吉了呢?
 
汪迎春认为,在现有的知识与技术条件下,即使有一套完整的恐龙DNA,也不可能复制出恐龙胚胎。现有的克隆技术包括核移植及干细胞技术都是在细胞水平上操作的,即首先必须有可操作的活的细胞。而DNA只是一种含有遗传信息的化学分子,即使将其导入到一个受体,如一个去核的细胞中,也很难保证其上所包含的数万个基因的正确表达,因为DNA首先必须要包装成染色体,而染色体必须要有一系列的正负调控因子来调节其上基因的表达。到目前为止,人类还没有能力将纯化的高等生物的DNA包装成有功能的染色体及细胞核。
 
—————— 生存问题 ——————
 
难觅适宜胚胎受体 不易适应当今环境
 
对于复活恐龙这件事,并不是所有科学家都认为前路黯淡。徐星就表示:“随着发育生物学的进展,我们对于形态结构和其发育机制的了解越来越深入。如果有一天,我们能够完全掌握每种形态结构的发育机理,同时基因工程技术也发展到可以控制形态结构的产生,那么从理论上讲,我们应该能够造出类似恐龙的生物。”
 
既然科学家给了我们一线曙光,那么我们不妨再大胆假设,假设人类能够制造出恐龙胚胎,复活恐龙是不是就指日可待了呢?
 
在《侏罗纪公园》这部电影中,小恐龙都是在保温箱里破壳而出的,但是我们不可能凭空孕育出恐龙蛋,还必须找到合适的胚胎培育受体,才会有恐龙蛋的存在,那么,我们到哪里去找适合恐龙的培育受体呢?现代的大型动物,比如大象、鲸鱼、鸵鸟,也都具有庞大的身躯,可是要把恐龙的胚胎移植到这些动物的身体里,能够顺利诞生恐龙吗?
 
中国科学院动物研究所研究员陈大元指出,因为一些大型恐龙生出来的幼仔也是很大的,所以恐龙胚胎的受体很难找到。其他大型动物,比如大象也没有恐龙那么大,而且恐龙跟大象之间相差很远,所以要易种的话难度很大。当然,并非所有的恐龙都是庞然大物,也有长得像小鸡一样的恐龙种类,可以找到相同体积的现代动物做受体。
 
如果在所有假设都成立的前提下:科学家们首先找到了恐龙完整的遗传基因,然后又寻找到了适合的培育受体,成功复活了恐龙,那么我们是不是能把“侏罗纪公园”搬到银幕之外呢?
 
有研究表明,恐龙生活的中生代二氧化碳的浓度很高,而其后的新生代二氧化碳的浓度却较低。这种环境对恐龙不利的因素可能体现在两方面:一是恐龙的身体产生了不适,在新的环境下,很容易得病,而且疾病会像瘟疫一样蔓延;二是新的大气环境更适于哺乳动物的生存,哺乳动物成为更先进、适应性更强的竞争者。在这两种因素的作用下,恐龙最终灭绝了。
 
徐星说:“恐龙究竟能不能生存,这很难预测。毕竟恐龙生活的年代和今天的地球非常不同,像大气成分等许多因素都发生了很大的变化,所以很难说。我想即使能够生存,最起码也需要一定的时间适应。”
 
此外,对于该不该进行复活古生物的研究,学术界和全社会都一直存在争论,绝大多数科学家认为,复制恐龙在理论上的确是有可能实现,但是难度非常大。如果这是一种局部可控的实验室行为,那么作为学术研究是无可厚非的。但是,如果像《侏罗纪公园》里那样通过复制恐龙人为地改变自然过程,那么这种行为就值得商榷了。毕竟,我们复制出的是真恐龙还是某个怪物,复制出的恐龙在现在的自然环境中会出现哪些反应,这些问题都没有人能够回答。而事实上,在《侏罗纪公园》这部电影中,导演已经通过许多灾难性的场景来表达这种对人为干预自然进程的担忧了。所以,人们梦想中的“侏罗纪公园”有可能永远都只是一个梦。
 
 
 
 
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