古遺傳學(xué)家Morten Allentoft利用恐鳥骨骼計(jì)算了DNA半衰期

    幾乎沒(méi)有科學(xué)家相信恐龍的脫氧核糖核酸（DNA）樣本能夠存留至今，但也沒(méi)有人知道這些遺傳物質(zhì)到底要用多久才會(huì)散架。如今，對(duì)新西蘭出土的化石進(jìn)行的一項(xiàng)研究終于讓這樁懸案塵埃落定，順便終結(jié)了克隆霸王龍的美夢(mèng)。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在10月9日的英國(guó)《皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B卷》上。

    在細(xì)胞死亡后，酶開始分解作為DNA支柱的核苷酸之間的化學(xué)鍵，并且微生物也在加速細(xì)胞的腐爛。然而，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，與水的反應(yīng)被認(rèn)為是造成化學(xué)鍵分解的最主要原因。地下水幾乎是無(wú)所不在的，因而從理論上講，埋藏的骨骼樣本中的DNA會(huì)按照一個(gè)固定的速度分解。

    然而確定這一速度是非常困難的，這是因?yàn)楹苌倌軌蛘业胶写罅緿NA的化石來(lái)作出有意義的比較。并且更糟糕的是，變化的環(huán)境條件，例如溫度、微生物侵入的程度和氧化作用會(huì)改變腐解過(guò)程的速度。

    日前由丹麥哥本哈根大學(xué)的Morten Allentoft和澳大利亞佩斯市默多克大學(xué)的Michael Bunce率領(lǐng)的古遺傳學(xué)家研究小組，對(duì)屬于3種已經(jīng)滅絕的古代巨鳥（恐鳥）的含有DNA的158根腿骨化石進(jìn)行了研究。

    這些骨骼的年代介于600年到8000年之間，并被發(fā)現(xiàn)于彼此距離不超過(guò)5公里的3個(gè)地方，從而保證了它們差不多是以相同的條件保存的，包括溫度為13.1攝氏度。

    通過(guò)比較樣本的年代以及DNA分解的程度，研究人員推算出DNA的半衰期為521年。這也就意味著，在521年后，一個(gè)樣本中的核苷酸骨架之間的化學(xué)鍵有一半會(huì)被分解掉，而在下一個(gè)521年后，剩下的一半化學(xué)鍵也將消失殆盡。

    研究小組還預(yù)測(cè)了如果一根骨骼保存在理想溫度（-5攝氏度）下，每根化學(xué)鍵被毀的最長(zhǎng)時(shí)間為680萬(wàn)年。但其實(shí)DNA在很早之前便已經(jīng)無(wú)法讀取了——大約在150萬(wàn)年后，剩下的DNA鏈便因?yàn)樘潭鵁o(wú)法傳遞有意義的信息。

    澳大利亞悉尼大學(xué)的計(jì)算進(jìn)化生物學(xué)家Simon Ho表示：“這證明了一個(gè)廣泛存在的質(zhì)疑，即宣稱從恐龍和被封存在琥珀中的古昆蟲中提取DNA是不現(xiàn)實(shí)的。”然而，Ho說(shuō)，盡管680萬(wàn)年遠(yuǎn)不及恐龍骨骼的年齡——后者至少有6500萬(wàn)年——“但我們或許能夠打破最古老的真正DNA序列的紀(jì)錄，當(dāng)前的紀(jì)錄約為50萬(wàn)年”。

    這項(xiàng)最新研究中的計(jì)算很簡(jiǎn)單，但仍有許多問(wèn)題。

    新西蘭丹尼丁市奧塔哥大學(xué)的古遺傳學(xué)家Michael Knapp表示：“我非常想看看這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)能否在非常不同的環(huán)境中——例如永久凍土和洞穴——重現(xiàn)。”

    此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，在恐鳥骨骼的樣本中，年齡的差異僅對(duì)DNA分解的變化產(chǎn)生了38.6%的影響。“顯然有其他因素在影響著DNA的存留。”Bunce說(shuō)，“化石發(fā)掘后的儲(chǔ)存、土壤化學(xué)，甚至動(dòng)物死亡的時(shí)間都是可能的影響因素，這需要進(jìn)一步的調(diào)查。”