举个栗子:521年——DNA的半衰期?

521年——DNA的半衰期?的头图

恐龙的遗传物质无法复原——但它的寿命比预想的长。

很少有科研人员相信恐龙的 DNA 样本能存活至今的说法,但没有人知道遗传物质能保存多久才会被降解。现在,新西兰的一项研究正在为此事画上一个休止符——同时终结了克隆出一只霸王龙的希望。

细胞死亡后,酶开始打断构成DNA骨架的核苷酸之间的化学键,微生物会加速这种腐蚀的进程。然而从长期看来,与水的反应被认为是键降解的主要原因。地下水几乎无处不在,因此,被掩埋的骨骼样本中的 DNA 在理论上应该以一个固定的速率降解。

确定这个降解速率很难,因为很难找到这样一大批含有DNA的化石以做出有意义的比较。更糟糕的是,诸如温度、微生物等攻击程度和氧化程度此类变量都会改变腐蚀进程的速度。

但是,哥本哈根大学的莫腾-艾伦托夫特和澳大利亚珀斯市默多克大学的迈克尔-波昂斯带领的古生物学家团队检测了 158 个含有 DNA 的大腿骨样本,这些大腿骨属于一类已经灭绝的被称作恐鸟的巨型鸟类中的三种。这些骨骼的年龄在 600 到 8000 年之间,都被发掘于相互之间的距离不超过5公里的3个地点,都有着几乎相同的保存条件,包括 13.1℃ 的温度。这些发现发表于今天的皇家学会学报B。

递减效应

通过比较样本的年龄和其中DNA的降解程度,研究人员计算出DNA的半衰期为521年。这表示在521年后,样本中构成DNA骨架的核苷酸间的化学键有一半会断裂,再过521年,剩下的化学键中的一半又会断裂,以此类推。

研究团队预计,即使是在-5℃的理想保存条件下,最多 680 万年之后,所有的化学键都会被毁掉。而可以解读的DNA的存在时间还要短得多——可能大约150万年后,残余的片段就已经太短以至于无法给出有意义的信息。

“这个结果肯定了一个怀疑,那就是来自恐龙和困于琥珀中的昆虫的 DNA 都是不正确的”,澳大利亚悉尼大学的计算进化生物学家西蒙·何如是说。然而,虽然 680 万年与恐龙骨骼的年龄相去甚远——恐龙骨骼最少也有6500万年——“我们或许能够打破最老的真正的 DNA 序列的纪录,目前这个记录大约是 50 万年,”何说。

最新的研究中的计算结果非常明确,但是仍然有许多问题存在。

“我对这些发现是否能在永冻土地带、洞穴地带得到重复非常感兴趣,”新西兰丹尼丁市奥塔戈大学的古生物学家迈克尔·耐普说。

此外,研究人员发现年份差距对恐鸟骨骼样本 DNA 降解之间的变化的贡献只有 38.6%,“其它的对 DNA 的保存有影响的因素肯定在起作用,”波昂斯说。“发掘后的储藏,土壤化学甚至动物是在一年中的哪个时间死亡的,都是我们需要进行探索的贡献因素。”

(作者:雯熙她爸)

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