《侏羅紀(jì)公園》：為什么30年后我們?nèi)栽谂?shí)現(xiàn)它
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《侏羅紀(jì)公園》：為什么30年后我們?nèi)栽谂?shí)現(xiàn)它。侏羅信用:uux.cn/CC0公共領(lǐng)域
（神秘的什年地球uux.cn）據(jù)對話（蒂芙尼·謝伊·斯萊特和瑪麗亞·麥克納馬拉）：《侏羅紀(jì)公園》可以說是好萊塢的終極大片。除了食人恐龍的后們吸引力，緊張的仍努動作場面和突破性的攝影技術(shù)，它在1993年的力實(shí)上映是電影遇見科學(xué)的里程碑。
隨著全球觀眾沉浸在血腥的侏羅行動中，這部電影的什年前提——從保存在琥珀中的昆蟲化石中提取DNA以復(fù)活恐龍——被幾項(xiàng)高調(diào)的琥珀化石研究賦予了出版的可信度。作者從琥珀中恢復(fù)了古代DNA，后們甚至復(fù)活了琥珀中的仍努細(xì)菌。世界似乎已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接現(xiàn)實(shí)生活中的力實(shí)“《侏羅紀(jì)公園》”
但是從那以后，科學(xué)經(jīng)歷了許多曲折。侏羅越來越多的什年古生物學(xué)家報告說，在化石中發(fā)現(xiàn)了DNA和蛋白質(zhì)的后們證據(jù)，它們也提供了遺傳信息。仍努這些化學(xué)痕跡可以為遠(yuǎn)古生命和進(jìn)化提供前所未有的力實(shí)洞察力。但是這樣的報告是科學(xué)家之間持續(xù)爭論和爭議的來源。我們最近發(fā)表在《自然·生態(tài)與進(jìn)化》雜志上的研究提供了新的見解。
古代DNA
與其他分子相比，DNA提供了關(guān)于物種親緣關(guān)系的最詳細(xì)的信息。然而，DNA極其脆弱，在生物體死亡后會迅速腐爛。
也就是說，DNA有時可以在極地氣候中存活，因?yàn)楸鶅龅臏囟葧p緩衰變。因此，地質(zhì)上年輕的DNA(數(shù)千年前)有可能復(fù)活從上一個冰河時期到最近的過去滅絕的動物。
商業(yè)公司，如更新世公園，龐大和復(fù)興和恢復(fù)項(xiàng)目，正在努力帶回毛茸茸的猛犸象和旅鴿。
這些猛犸象和6600萬年前滅絕的恐龍之間有很長的時間間隔。然而，有一些證據(jù)表明，即使在這樣的時間尺度上，遺傳物質(zhì)也可能存在于化石中。
例如，化石染色體——比細(xì)胞還小的DNA片段——已經(jīng)在1.8億年前的植物和7500萬年前的恐龍中發(fā)現(xiàn)。
然而，科學(xué)家們還沒有找到證據(jù)證明真正的DNA可以存活數(shù)千萬年。
古代蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)也編碼信息(以氨基酸序列的形式)，可以揭示物種之間的進(jìn)化聯(lián)系。
科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)可以比DNA存活更長時間。事實(shí)上，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多蛋白質(zhì)化石的例子，最明顯的是膠原蛋白(一種在結(jié)締組織中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì))的完整氨基酸序列，但這些最多只有幾百萬年的歷史。
科學(xué)家不指望大的蛋白質(zhì)片段能像這些小的一樣存活那么久。因此，科學(xué)界在2007年被暴龍骨骼中6800萬年前的膠原蛋白碎片的報告震驚了。
然而，隨著對該團(tuán)隊(duì)方法的關(guān)注不斷增加，爭議很快就出現(xiàn)了，例如污染的可能性以及缺乏嚴(yán)格的控制和獨(dú)立的驗(yàn)證。
類似的爭論圍繞著最近關(guān)于在1.3億年前的化石中降解蛋白質(zhì)和膠原纖維的報道。
前進(jìn)的道路
這些研究凸顯了研究化石的困難，尤其是使用可能不適合用于古代組織的分析方法。然而，化石蛋白質(zhì)殘余物存活的證據(jù)已被證明是令人信服的。
這些研究也刺激其他研究人員探索可能更適合化石使用的新方法和分析途徑。
我們的新研究探索了這樣一種方法，使用聚焦光束加X射線照射古代羽毛樣本。這些技術(shù)揭示了存在哪些化學(xué)鍵，提供了關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息。反過來，這有助于我們檢測化石羽毛中的蛋白質(zhì)痕跡。
我們對1.25億年前長有羽毛的恐龍Sinornithosaurus的分析揭示了豐富的波紋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，與一種稱為β-角蛋白的蛋白質(zhì)一致，這種蛋白質(zhì)在現(xiàn)代羽毛中很常見。螺旋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)(表示另一種稱為α角蛋白的蛋白質(zhì))僅少量存在。
當(dāng)我們在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中模擬石化的過程時，我們發(fā)現(xiàn)波紋狀的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)在受熱時會散開并形成螺旋結(jié)構(gòu)。
這些發(fā)現(xiàn)表明，古代羽毛的化學(xué)成分與現(xiàn)代羽毛非常相似。這也表明，化石中的螺旋蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可能是石化過程的產(chǎn)物。
但最終，我們的發(fā)現(xiàn)表明，蛋白質(zhì)的痕跡確實(shí)存在了數(shù)億年。
現(xiàn)實(shí)生活中的“《侏羅紀(jì)公園》”——科學(xué)事實(shí)還是虛構(gòu)？
今天，古生物學(xué)家可以使用一系列30年前無法使用的技術(shù)來測試化石，尋找古代分子的證據(jù)。這使得我們能夠識別幾千萬到幾億年前的動物化石中的分子碎片。
科學(xué)家們在5000萬年前的昆蟲中發(fā)現(xiàn)了血紅蛋白，這是一種紅細(xì)胞中的蛋白質(zhì)，在2億年前的魷魚墨囊中發(fā)現(xiàn)了黑色素。
然而，最終我們需要完整的DNA來復(fù)活物種。因此，盡管科學(xué)家們已經(jīng)取得了很多進(jìn)展，但這種前景仍停留在科幻小說的領(lǐng)域。迄今為止，所有來自化石和實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)都表明，DNA不可能存活數(shù)千萬年。
即使科學(xué)家確實(shí)在恐龍化石中發(fā)現(xiàn)了DNA片段，這些片段也可能非常短。DNA的短片段不太可能給我們關(guān)于一個物種的有用信息。我們還沒有技術(shù)來驗(yàn)證這種罕見的DNA片段是原始的，而不是化石化過程中產(chǎn)生的氨基酸的隨機(jī)組合。
更好的實(shí)驗(yàn)室協(xié)議和化石實(shí)驗(yàn)正在幫助我們對化石做出更準(zhǔn)確的解釋。這為更嚴(yán)格地研究古代分子鋪平了道路。
在未來，這些研究可能會挑戰(zhàn)我們認(rèn)為我們知道的分子可以存活多久，甚至可能重塑我們對地球生命進(jìn)化的理解。