事實核查:新發現的猛獁象屍體真的儲存有流動的血液和可能存活的細胞嗎?

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


昨天,一系列新聞報道宣揚了來自最後一個冰河時代失落世界的驚人發現:一具1萬年前的毛茸茸的猛獁象屍體,它儲存著新鮮肉色的肌肉組織和液態血液,儘管在俄羅斯研究人員發現這頭野獸的新西伯利亞群島的溫度為零下10攝氏度。《西伯利亞時報》獲得了該標本的驚人照片,顯示了紅色的組織和一小瓶據說是在動物腹部下的冰腔中發現的深棕色液體,以及更多關於該發現的細節。報道引用了雅庫茨克東北聯邦大學的猛獁象研究員謝苗·格里戈裡耶夫的話,他領導了猛獁象的回收工作,推測血液中含有“一種天然的防凍劑”,並宣稱這個標本——一頭死亡時年齡在50到60歲之間的雌性——是“古生物學史上儲存最好的猛獁象”。與此同時,一份法新社報道稱,該動物是迄今為止發現的第一頭老年雌性猛獁象,並引用格里戈裡耶夫的話說,“這一發現為我們提供了找到活細胞的絕佳機會”,這將為他的機構與韓國秀巖生物技術研究基金會合作克隆猛獁象的專案帶來意外之財。

哇!我的意思是,從世界的這個角落裡出現了一些壯觀的猛獁象——例如,2007年發現的幼年猛獁象柳芭。但是像新鮮肉一樣的肌肉組織?液態血液?活細胞的可能性?聽起來很神奇,對吧?然而,僅憑新聞報道(該發現是在大眾媒體上宣佈的,而不是在同行評議的科學期刊上),我懷疑這是否好得令人難以置信。因此,我聯絡了幾位未參與該發現的專家,以瞭解他們對該進展的看法。結論是:這似乎確實是一項令人難以置信的發現,但其中一些關於它的說法如報道的那樣不正確,或者尚未被確立為事實。

密歇根大學的丹尼爾·費舍爾是猛獁象方面的權威,他過去曾與格里戈裡耶夫合作,並將他視為親密的同事,他評論說,新聞報道似乎大部分是真實的。但他透過電子郵件指出


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“……在報道中,有幾點偏離了事實,也許只是語言差異以及記者和科學家之間有點不同步的通常結果。例如,這不是第一次發現老年雌性猛獁象,只是我們第一次發現老年雌性的如此多的屍體(即軟組織)。同樣,他們沒有發現任何‘活細胞’——充其量,他們可以希望找到克隆愛好者可能稱之為具有‘可行’DNA的細胞,這意味著它足夠完整,可以在克隆工作中使用。事實上,儘管有很多關於這種‘可行性’的說法,但我認為仍然有待證明任何來自猛獁象的DNA都符合這一標準。一般來說,古代DNA高度片段化,絕不是‘準備好’進入下一個猛獁象胚胎的。”

“至於血液,我毫不懷疑他們有一些有趣的東西,但它到底是什麼……目前很難說。它是否完全是血液,而且只有血液,當然需要更多的分析,包括一些顯微鏡檢查。我之前在猛獁象血管中見過凝固的血液,這與這裡報道的非常接近,所以這完全合理。目前,我必須保留對這個新樣本的具體性質的判斷,但我確信它會引起人們的興趣。”

我還聯絡了曼尼託巴大學的生理學家凱文·坎貝爾,他與同事合作,利用古代DNA重建了毛茸茸的猛獁象的紅細胞蛋白血紅蛋白,然後觀察了該蛋白的功能。他和英國約克大學的分子生物學家邁克爾·霍弗雷特在去年為《大眾科學》撰寫的一篇文章中描述了他們的努力,揭示了這種對溫度敏感的蛋白質進化出了適應性,使其能夠在猛獁象面臨的寒冷條件下發揮向身體組織輸送氧氣的作用。坎貝爾透過電子郵件指出,“如果液體(‘血液’)樣本像肌肉一樣儲存完好(從圖片來看,肌肉似乎儲存得非常好),那麼紅細胞仍有可能完好無損。”他告訴我,他有興趣研究這種物質,以評估其氧結合特性。

“從氧結合研究的角度來看,第一步是尋找紅細胞,然後從樣品中的所有其他蛋白質/細胞碎片中分離出血紅蛋白。由於樣品是從體外採集的,因此很可能也存在肌紅蛋白和可能的細菌(例如)的‘汙染’。僅憑顏色,我認為可以相當肯定地說,小瓶中確實有相當數量的血紅蛋白(也可能是肌紅蛋白)。”

坎貝爾說,格里戈裡耶夫透過電子郵件告訴他,當放入-17攝氏度的博物館冰櫃中時,“血液”甚至沒有結冰。坎貝爾想研究為什麼這種物質在-17攝氏度時沒有凝固成固體,他指出,他最初非常懷疑關於所謂的血液中含有使其保持液態的所謂的低溫保護劑的說法。他寫道

“鑑於樣品在-17攝氏度時仍然是液態的,這表明它處於‘過冷’狀態,因為我們預計血液和其他體液在-0.6攝氏度左右會結冰。許多昆蟲(和一些脊椎動物)能夠透過表達抗凍肽/糖蛋白和(主要是基於碳水化合物的)低溫保護劑來避免在更冷的溫度下結冰,這些物質可以顯著降低過冷點(大致相當於冰點)。如果猛獁象的血液具有這種特性,據我所知,它們將是唯一已知的哺乳動物例子(然而,北極地松鼠的腹部已被證明可以過冷至-2.9攝氏度,儘管允許這種能力的機制仍然未知[我認為])。無論如何,我非常(非常)懷疑迴圈的猛獁象血液能夠過冷至-17攝氏度——儘管值得測試樣品,看看為什麼它們仍然是‘液態’的。例如,也許它們確實有一些低溫保護劑(北極地松鼠似乎確實有),並且這在漫長的儲存期間變得濃縮。相反,也許它們根本沒有任何‘抗凍劑’,而是樣品中的大部分水都被周圍的冰吸收了,使得剩餘的‘血液’變得極其濃縮——這將降低其冰點。或者,也許樣品被分泌低溫保護劑的冰生細菌汙染了,或者也許還有其他解釋?另一個問題是,這些樣品是如何在這種狀態下儲存這麼久的?此外,鑑於最近發現了許多猛獁象,為什麼這是唯一一個(據我所知)擁有‘液態’血液的?無論如何,總的來說,這似乎是一項非凡的發現[當然,如果這是真的——而且我目前無法評估這一點],並且值得追求。”

坎貝爾和費舍爾現在正在與格里戈裡耶夫討論研究新標本的事宜。從目前的情況來看,這些遺骸很可能會徹底改變科學家對猛獁象生理學的理解,這將是令人興奮的。至於復活這種早已消失的生物,好吧,讓我們希望不會走到那一步。正如我和我的同事在6月刊的《大眾科學》中指出的那樣,去滅絕是一個壞主意

更新 2013年5月30日下午2:00:我問丹尼爾·費舍爾關於這個新發現的猛獁象是迄今為止儲存最好的猛獁象,以及它與柳芭等其他發現的比較。我還問他對復活猛獁象的問題持什麼立場。儘管他在我的截止日期前未能回覆這些問題,但他後來透過電子郵件回覆了我,內容如下

“當我們談論儲存的比較‘質量’時,會涉及到整個空間尺度,從整個身體的整體(在醫學/解剖學意義上)形態到亞細胞水平。我們說柳芭儲存得很好……她確實儲存得很好……但是,當我們深入研究時,我們會說她是迄今為止發現的最完整的猛獁象屍體……事實上,她從真皮(和她的一些毛茸茸的毛皮)到她的內臟,一切都完好無損。但事實上,她之所以能夠達到如此高的完整性,要歸功於一些化學和細菌介導的過程影響了她的組織,基本上是‘醃製’了它(也就是說,這就是為什麼她在最初暴露時沒有被清掃的原因)。因此,某些組織(尤其是包括所謂的1型膠原蛋白的組織)發生了一些內部分解,結果在組織學和細胞水平(延伸到她的DNA),她沒有從‘外部’看起來那麼儲存完好。相比之下,其他標本,如赫羅馬和尤卡,作為整體的完整性較差,但在組織水平及以下儲存得更好,因為它們沒有經歷這種‘醃製’過程。它們只是在死亡後或多或少地迅速凍結。這頭新的猛獁象會更像它們,只是它的儲存質量也因身體的不同部位而異——它身體的某些部位,至少在組織水平及以下,儲存完好,而身體的其他部位則退化得更嚴重。假設描述是準確的,它可能是組織水平上儲存最好的之一,在那些儲存最好的區域,但這需要一些組織學調查才能真正證明這一點。”
...我對猛獁象克隆的“感覺”是,它近期不太可能實現,因為要實現這個目標,所需的各項技術能力之間存在巨大的鴻溝,而且即使在我們取得一些進展的流程方面,其機率也相當不利。如果可以的話,我願意看到猛獁象嗎?當然願意!然而,我們談論的是複雜的社會性生物,它們之所以成為現在的樣子(或者曾經的樣子),不僅是因為它們的基因結構,更是因為它們在家庭單位中的成長方式。我們真的能為這樣一個剛從代孕母親那裡誕生的動物提供足夠的條件嗎?我對此表示懷疑。這不是食物的問題——我們可以解決——而是整個家庭單位的社會環境。我不確定我們能從這樣一個實驗中學到什麼,或者它對“真正的”猛獁象的生活會產生什麼影響。最後,做任何類似的事情都需要選擇,需要在優先事項之間進行選擇,而考慮到我們面臨的所有保護挑戰,更不用說其他問題,我不確定這個目標是否應該在我們所有的選擇中佔據首位。我相信會有其他支援這項努力的論點,例如會引用附帶的好處等等,但是,儘管我非常想了解猛獁象的生活,但我對我們從化石記錄中產生新知識的能力比從克隆猛獁象中學習的能力更有信心。"

 

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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