猛獁象序列:在克朗代克尋找已滅絕巨獸的 DNA

杜安·弗羅斯和羅斯·麥克菲在挖掘現場收集可能含有更新世猛獁象基因線索的物質

育空地區道森市——隨著一聲轟鳴,一臺旨在混凝土上打孔的岩心鑽機開始鑽探超過 10 萬年的冰層。在克朗代克,這臺鑽機就像一臺燃氣動力手持時間機器,將來自更新世的冰凍土壤帶上來,那時猛獁象和其他大型動物曾經統治著這裡。在這片礦工仍在淘金的土地上,紐約市美國自然歷史博物館的古哺乳動物學家羅斯·麥克菲和他的同事們正在尋找另一種寶藏——來自已滅絕巨獸的 DNA。

阿爾伯塔大學的地質學家杜安·弗羅斯解釋說,幾千年前,當克朗代克的土地在春季解凍期間破裂時,水滲入,然後在冬季再次凍結,形成楔形冰。麥克菲說,隨著水滴落進來的是來自地表的沉積物,其中可能含有猛獁象的 DNA,以及該地區曾經存在的植物、細菌和其他生命的 DNA。人們對中更新世猛獁象的基因知之甚少,而這些 DNA 可以闡明它們的進化。研究人員希望找到明確的證據,證明在最後一個冰河時代末期,漫遊美洲的猛獁象有兩個物種,而不僅僅是一個。

這個地區今天以雲杉林為主,混雜著樺樹和白楊樹,曾經是白令陸橋的一部分,這片草原苔原從北美延伸到亞洲,如今淹沒在冰冷的白令海峽之下。弗羅斯在克朗代克工作了過去 15 個左右的野外季節,旨在重建過去幾百萬年白令陸橋的全貌。與嘗試從不同的類群收集數百個化石相比,對捕獲的沉積物進行 DNA 取樣可能是一種更容易分析白令陸橋生態系統如何隨時間推移而變化的方法。


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在六月份加入團隊的七天裡,我瞭解到古代 DNA 分子並不是研究人員在這裡尋找的唯一線索。阿爾伯塔大學的古昆蟲學家斯維特拉娜·庫茲米娜在沉積物中篩選化石昆蟲——透過研究現代這些昆蟲現在居住的地方,她可以推斷出當時的可能氣候。澳大利亞伍倫貢大學的李·阿諾德將掃描晶體顆粒,以查明所有發現物的年代,從而幫助揭示事件的正確順序——這與句子中單詞的正確順序一樣重要。稍後,科學家們將乘飛機、直升機和船隻向北進發,挖掘骨骼。

克朗代克地區持續進行的淘金活動已被證明非常寶貴。我們可以開車沿著礦路直接到達現場,而不是步行一英里或更遠的路程來搬運沉重的裝置。礦工們也非常支援,甚至使用挖掘機從一個名為天堂山的岩石地點的凍土上刮掉數噸地表物質,稱為表土。弗羅斯解釋說,他們的幫助使研究更具成本效益。麥克菲同意道:“在西伯利亞,你很幸運能在一週內完成一個地點。”

儘管如此,野外工作仍然是一項艱苦、骯髒的任務。在我們探險的第四天,我們在黃金溪挖掘的巨大冰楔隱藏在厚厚的粉狀泥漿下——淤泥中富含古老的、正在分解的有機物,聞起來很像糞肥。當我們將冰暴露在陽光下時,水與泥漿混合形成滑溜的粘液,偶爾會將我們困到大腿根部,這讓我們非常懊惱。野外時間也可能出乎意料地消失,當我們發現崎嶇不平的礫石路對租賃 SUV 造成損害時,我們才意識到這一點,租賃 SUV 在短短兩天內就爆了三次胎。

最終,所有來之不易的科學寶藏都可能有助於解開關鍵謎團。例如,麥克菲希望 DNA 可以解釋為什麼這麼多大型動物在美洲滅絕。是氣候的快速變化導致它們滅絕嗎?還是人類獵人的狡猾?還是麥克菲提出的,是人類帶來的物種跳躍性瘟疫?

這項工作也可能揭示地球未來的某些資訊。在一個名為幸運女士礦的地點,有大約 10 萬年前地球地層,那是上一個間冰期,即冰川橫跨北半球推進之間的間歇期。弗羅斯指出,那時世界比現在更溫暖,因此分析那個時期的沉積物可以揭示地球現在正在經歷的全球變暖。(他在道森市的蛇坑酒吧遇到幸運女士礦的所有者,一位古生物學愛好者後發現了這個地點。)

有一次,當我們深陷泥潭時,我問麥克菲,這就是古生物學家的迷人生活嗎?他笑著回答說:“沒有什麼比這更棒了。”

注意:本文最初印刷時的標題為“猛獁象序列”。

查爾斯·Q·崔大眾科學的撰稿人。他的作品也曾發表在紐約時報、科學、自然、連線LiveScience等刊物上。在他的業餘時間,他遊歷了七大洲。

更多作者:查爾斯·Q·崔
大眾科學雜誌第 299 卷第 3 期本文最初以標題“猛獁象序列:在克朗代克尋找已滅絕巨獸的 DNA”發表於大眾科學雜誌第 299 卷第 3 期(
doi:10.1038/scientificamerican092008-455JFCo4ort15qfFcuYUi4
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