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猛犸和恐龙的复活计划，到底靠不靠谱？

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猛犸和恐龙的复活计划，到底靠不靠谱？ 恐龙 计划 猛犸 DNA BIOLOGY新 文章 轩然大波 中国 科学家 团队 崇真艺客



恐龙：我DNA动了？


2021年9月24日，一篇在COMMUNICATIONS BIOLOGY新发表的文章掀起了轩然大波：中国科学家团队发现，恐龙软骨细胞的细胞核中可能还保存了细丝状的染色质。

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图/央视新闻

恐龙作为曾经地球的霸主，可以说是世界上最为传奇的生物，对地球统治超过亿年。

人类无法停止对恐龙的想象，千百年来一直在对其尝试复原，甚至创作了许多以恐龙为原型的作品。

如今有了恐龙细胞DNA存在的可能性，是不是意味着现实版的“侏罗纪公园”指日可待？
 

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化石中的细胞

前段时间，中国科学家团队在东北辽西朝阳地区一具1.25亿年前的尾羽龙恐龙骨骼化石中，最新研究发现一组特异埋藏保存完好的软骨细胞，包括一些健康状态下“化石化”的软骨细胞，以及一些快要凋亡的软骨细胞。

等一下，化石中竟然有细胞？
 
实际上，早在上个世纪中叶，就有人开始探究化石的内部结构。他们对生物大分子尤为关注，比如古DNA，古蛋白质，古氨基酸等等。
 

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图/Wikipedia

比如这张骨细胞图片，它看似平平无奇，但却大有来头，来自一种叫做短吻龙的动物——这是一种生活在8000多万年前的鸭嘴龙。

2009年，美国罗利北卡罗来纳州立大学恐龙古生物学家Mary Schweitzer通过观察它的一根大腿骨，不仅恢复了骨细胞，还恢复了可能的血管和胶原蛋白。

这个发现令人难以置信，毕竟时间并不会善待这些组织结构，它们通常早在骨骼、牙齿和盔甲等更坚硬的结构变成化石之前就已经腐烂和退化了。

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短吻龙（Brachylophosaurus）复原图。图/Natural History Museum

软组织及其原始蛋白质至少可以从白垩纪晚期保存下来，她的新结果有力地支持了这个观点，从而揭示恐龙骨骼中的有机物质并没有像之前理解的那样完全“石化”，至少在软骨细胞中还存有恐龙本身的有机分子。

自此之后，不少团队也开始了对于化石细胞的研究。
 
而这次，中国科学家们对尾羽龙化石尤为特别的发现是，恐龙软骨细胞的细胞核中可能还保存了细丝状的染色质。

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辽宁热河生物群的尾羽龙复原图。图/中新网 供图：郑秋旸

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来自中国的尾羽龙

1997年，尾羽龙化石最早在中国辽宁被发现，在过去，尾羽龙似乎是这一地区的常见动物。

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尾羽龙（Caudipteryx）复原图。图/Wikipedia

这种恐龙具有爬行动物、鸟类的混合特征，后肢长而结实，身体却覆盖着厚厚的一层羽毛。

尾羽龙因其具有特别的长尾羽而得名，其体型近似于现代的孔雀，不过，尾羽龙的化石没有保存者附着于前肢的次要飞羽，这点与驰龙科、始祖鸟、以及现代鸟类不同。

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人类与尾羽龙的体型对比。图/Wikipedia

这次，中国科学家选取用于检测细胞的位置是尾羽龙股骨的关节软骨，对细胞用苏木精素进行染色后，其中一个软骨细胞的细胞核以及细丝状的染色质随之显现：

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用苏木精素染色后的尾羽龙关节软骨细胞。图/Alida Bailleul

染色质是什么？
染色质和染色体是同一种物质的两种形态，染色体包括DNA，DNA包括基因。

那我们现在有了恐龙的染色质，就能复活恐龙吗？
当然不。

如果想要复活恐龙，只能使用DNA克隆的方式，而DNA作为有机物质，会随时间而分解。恐龙化石就算被保存完整、保存条件也理想，但我们可能破译的DNA其实也只有碎片而已。

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图/Wikipedia

为什么只能获得DNA碎片？问题很大程度上就在于DNA本身的脆弱性。在恐龙变成化石的过程中，水、空气、温度变化……这些变量都会对DNA本身造成破坏。

只有当我们获得没有受到污染的完整恐龙DNA，并且培育出健康的受精卵和胚胎，再制造出培养容器让其孵化，才能真正地复活恐龙。

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化石？琥珀？


电影《侏罗纪公园》中，一只蚊子在一亿年前叮咬了恐龙，包含恐龙DNA的血液在琥珀中被保存下来，最终科学家也成功通过它复活了恐龙。


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展览员 Sarah Teale 拿着一个蚊子琥珀的复制品手杖，这个复制品在电影《侏罗纪公园》中使用过。图/Danny Lawson


所以，可能又要有人问了：既然从化石中提取完整的DNA不可行，那从琥珀入手呢？


二十多年前还真有人有过这个想法。


1992年，保罗·坎诺和他以前的学生亨德里克设计了一个奇特的实验，他们想尝试利用与恐龙同一时代的琥珀来复活恐龙，《侏罗纪公园》的创作灵感也来源于此。


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图/Wikipedia


科学家们选择了无刺蜂、蚂蚁和蚊子的琥珀，这些琥珀大概已经有2500万至3000万年的历史了。


他们对琥珀进行杀菌，把它们浸入冷冻液氮中降低温度以让其碎裂，收集这些昆虫的组织样本。


经过大量实验后，科学家们成功从无刺蜂体内提取出一小段DNA样本。然而，研究紧接着跌入了低谷：可能是DNA本身受到了污染，又可能它根本就不是恐龙的DNA……总之，随后几年中，所有相关实验都以失败告终。

其实，琥珀中的DNA并不见得能比化石中的DNA保存得更完整。

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琥珀中的无刺蜂。图/Wikipedia

2013年，曼彻斯特大学生命科学学院的一组研究人员可以证实，琥珀化石中存在DNA的可能性极小。

他们做了一个实验：分析年代从1万零600多年前到60年前形成的虫珀，发现从它们中并不能检测到古DNA的存在。

仅仅60年前的琥珀就有很大可能无法提取出DNA信息，所以，好像还是从化石中提取DNA要更靠谱一些。

不过，也别对用化石复活恐龙这件事太过乐观，因为别说DNA片段了，就算人类面前躺着一具恐龙的尸体，也很难真正通过克隆技术使其复活。

为什么这么说？因为猛犸象就是一个活生生的案例。

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猛犸复活行动

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猛犸象与其他已灭绝的生物相比，有着一个决定性的不同之处。

在俄罗斯西伯利亚北部的冻土层里，曾经发现了20多具连皮带肉冷藏起来的猛犸象尸体。

它们保存得非常好，像冷藏库里食物那样，一点儿也不变质。肌肉的血管中充满了血液，在胃中有许多还没有消化的食物:各种青草和树枝，在嘴里居然找到了一束没下咽的青草。

科学家曾在一只猛犸象的鼻黏膜中刮下一些东西去培养，结果甚至发现了活的微生物。

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2013年，俄罗斯科学家从猛犸象尸体中提取出的血液。图/Wikipedia

猛犸象的尸体都被保存得这么完整，获取它们的DNA序列肯定不在话下，这下总该可以将它们复活了吧？

其实不然。当DNA的问题解决了个大概，难题便转移到了“胚胎该如何发育”上。

美国Colossal公司一直以来都致力于复活猛犸象，如今主要的计划是利用猛犸象的DNA杂交亚洲象，将足够多的猛犸象关键基因编辑进亚洲象的基因组。

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然而，亚洲象本身的保护级别也已经是“濒危”，代孕风险太大，唯一的办法是创造一个人造的大象子宫。

但是要知道，到目前为止，没有一种哺乳动物可以做到完全在人造子宫中培养、发育直至出生；更别提大象的妊娠期足足有20-22个月左右，小象一出生就有约100公斤重，使人造大象子宫难上加难。

所以，出于技术、自然环境、以及资金的限制，人类目前还无法做到复活猛犸象，恐龙就更不可能了。


那既然没法复活恐龙，人类费尽心思破解它们的DNA是不是也没有太大的意义了？

不！

这些DNA片段里实际上包含着非常多的信息。研究人员可以通过研究恐龙的DNA，了解并还原它们漫长的演化史，甚至能够就此推测出恐龙的习性等等，可以说是为恐龙研究人员带来了许多便利。

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恐龙的家族演化树。图/Wikipedia

从20世纪末到如今，万众瞩目的恐龙复活计划仅仅是开了个头，还有许多问题亟待解决。

基因编辑技术是否成熟，人类又能否获取到恐龙的全套基因组？

经过上亿年的演变，如今地球的气候以及生态环境都发生了翻天覆地的变化，就算复活出了恐龙，它们能生存下去吗？


又或是，人类真的应该尝试复活恐龙吗？


-END-
文、编辑丨陈芷晴
未注明出处图片来源丨视觉中国
封图来源丨央视新闻

引用资料来源丨[1]Nuclear preservation in the cartilage of the Jehol dinosaur Caudipteryx,Communications Biology volume 4, Article number: 1125 (2021)

[2]Dinosaur proteins, cells and blood vessels recovered from Bracyhlophosaurus
[3]“The Debate on Avian Ancestry; Phylogeny, Function and Fossils”, “Mesozoic Birds: Above the Heads of Dinosaurs”：3-30
[4]The final nail in the Jurassic Park coffin
[5]中国新闻网



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