-百万年前猛犸象藏最古老DNA
作者:袁柳
发布时间:2021-02-19
浏览次数:614
-百万年前猛犸象藏最古老DNA

 

研究者解析了西伯利亚冻土中的猛犸象遗传信息,刷新了古动物DNA年代纪录。图片来源:BETH ZAIKEN

本报讯 动物的遗传信息最长可以保存多久?100万年!

2月17日,《自然》上线的一项研究报道,古生物学家在西伯利亚东北部的永久冻土层中提取并解析了3头猛犸象的遗传物质,它们分别来自于70万年、100万年和120万年前。这些遗传物质还揭示了猛犸象的谱系。其中一头草原猛犸象是真猛犸象的直系祖先,还有一头猛犸象遗骸是此前未发现的种类,很可能是北美猛犸象的祖先。

人们不仅对猛犸象起源有了新认识,对古DNA的研究也更进一步——在此之前,最古老的DNA测序纪录是75万年前,来自一匹马的大腿骨。

生物体死亡后,染色体会成为碎片,碎片长度随时间推移越来越短,直至降解。但在深层冻土中,遗传信息降解速度变慢,古DNA保藏时间更持久。该研究中的猛犸象遗骸最早于上世纪70年代被俄罗斯古生物学家Andrei Sher发现。他与瑞典自然历史博物馆进化遗传学家Love Dalén合作,尝试从中提取有价值的信息。

他们从每头猛犸象的牙齿中钻取微量样本(大小约等于一撮盐),并从中提取包含上千乃至上亿碱基对的DNA。面对已降解成数十亿片段的遗传信息,研究小组比对了已有的大象和猛犸象测序数据。“这有点像看着盒上的图片拼拼图。”Dalén表示。

根据遗骸发掘处岩石的磁场信息及周围其他的啮齿动物骸骨,研究者推算出3头猛犸象遗骸的产生时间。将样本的几个基因和已知的遗传特征关联,研究者确认这些猛犸象在当时已经具备了适应极端寒冷气候的能力,它们有厚实的毛皮和充足的脂肪堆积。

研究者还发现,3头猛犸象的基因样本不同于北美猛犸象和哥伦比亚猛犸象。其中第二古老的猛犸象遗骸有100万年历史,被认定来自草原猛犸象,即真猛犸象的直系祖先。最古老的猛犸象来自此前未知的“血统”,因为被发现于克列斯托夫卡而以这一村庄的名字命名。研究人员推断,该类猛犸象约在150万年前进入北美,之后与真猛犸象发生杂交,从而形成了北美大陆的独特亚种——北美猛犸象。

这一系列发现大大增加了科学家对猛犸象的了解。此前,有研究者找到过真猛犸象和哥伦比亚猛犸象的杂交证据,该研究表明古DNA研究中也出现了猛犸象的杂交证据。

Dalén表示,突破百万年的门槛,意味着古DNA研究者有望进一步探索其他哺乳动物的早期历史。化石中最古老的生物分子信息可见于鸵鸟、犀牛等动物,它们蛋壳或牙齿中包含的蛋白质序列比DNA更易保存。而这些样品往往来自于有人为残留物的考古现场。

那么,人们有没有可能从冻土中发现人类近亲的遗传信息呢?这一问题的答案目前还尚未找到。不过,冻土中的古DNA年限限制很容易确定。“260万年,这是永久冻土的极限。在那之前,地球太温暖了。”Dalén说。(袁柳)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03224-9

《中国科学报》 (2021-02-19 第1版 要闻)



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