來自《自然》雜誌
很少有研究人員相信恐龍DNA樣本能夠儲存至今的說法,但沒有人知道遺傳物質需要多長時間才能分解。現在,一項對在紐西蘭發現的化石的研究正在結束這場爭議,並打破了克隆霸王龍的希望。
細胞死亡後,酶開始分解構成DNA主鏈的核苷酸之間的鍵,而微生物則會加速衰變。然而,從長遠來看,與水的反應被認為是造成大部分鍵降解的原因。地下水幾乎無處不在,因此,理論上,埋藏在骨骼樣本中的DNA應該以設定的速率降解。
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確定該速率一直很困難,因為很難找到大量含有DNA的化石來進行有意義的比較。更糟糕的是,可變的環境條件(如溫度,微生物攻擊程度和氧氣含量)會改變衰減過程的速度。
但是,由哥本哈根大學的莫滕·阿倫托夫(Morten Allentoft)和澳大利亞珀斯默多克大學的邁克爾·邦斯(Michael Bunce)領導的古遺傳學家檢查了158根含有DNA的腿骨,這些腿骨屬於三種名為恐鳥的已滅絕巨鳥。這些骨頭的年齡在600至8000年之間,是從彼此相距5公里以內的三個地點回收的,具有幾乎相同的儲存條件,包括13.1ºC的溫度。該發現今天發表在《皇家學會學報B》上。
收益遞減
透過比較樣本的年齡和DNA降解程度,研究人員計算出DNA的半衰期為521年。這意味著,經過521年,樣本主鏈中核苷酸之間的一半鍵會斷裂;再經過521年,剩餘鍵的一半會斷裂;以此類推。
該團隊預測,即使在−5ºC的理想儲存溫度下,骨骼中的每個鍵也將最多在680萬年後被破壞。DNA將會在更早的時間內變得無法讀取——可能在大約150萬年後,當剩餘的鏈太短而無法提供有意義的資訊時。
“這證實了人們普遍存在的懷疑,即關於來自恐龍和琥珀中儲存的古代昆蟲的DNA的說法是不正確的,”澳大利亞悉尼大學的計算進化生物學家西蒙·何(Simon Ho)說。但是,儘管680萬年遠不及恐龍骨骼的年齡(至少為6500萬年),“我們或許能夠打破最古老真實DNA序列的記錄,該記錄目前約為50萬年,”何說。
最新研究中的計算非常簡單,但仍有許多問題。
“我非常有興趣瞭解這些發現是否可以在諸如永久凍土和洞穴等非常不同的環境中複製,”紐西蘭達尼丁奧塔哥大學的古遺傳學家邁克爾·克納普(Michael Knapp)說。
此外,研究人員發現,年齡差異僅佔恐鳥骨骼樣本之間DNA降解差異的38.6%。“其他影響DNA儲存的因素顯然正在起作用,”邦斯說。“挖掘後的儲存,土壤化學甚至動物死亡的年份都可能是需要研究的因素。”
本文經《自然》雜誌許可轉載。該文章於2012年10月10日首次發表。