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dna的保存最长时间(dna能存活多长时间)

2022-11-10 能源信息网 【 字体:

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核心提示:理论研究表明,目前最先进的技术可以恢复超过一百万年的古代DNA。DNA在化石中能存活多久?当一个有机体死亡时,它的染色体会分裂成碎片。

理论研究表明,现有的最先进的技术可以恢复超过一百万年的古代DNA。

图片:托马斯奎因CC BY 2.0

DNA在化石中能存活多久?当生物死亡时,其染色体会分裂成碎片,随着时间的推移,DNA会变得越来越短,这使得科学家即使能够成功提取它们,也很难拼接它们或解读它们的原始遗传信息。

理论研究表明,现有的最先进的技术可以恢复超过一百万年的古代DNA。但在很长一段时间里,对于远古DNA来说,“一百万年”就像是一道不可逾越的屏障。自2013年以来,最古老的DNA记录一直由古遗传学家LudovicOrlando测序的一匹马保持。当时,奥兰多和他的团队对一匹生活在56万至78万年前的马的腿骨DNA进行了测序。他们在腿骨中发现了一些非常短的DNA片段,其中一些只有25个碱基对长。尽管如此,他们还是从如此短的DNA片段中读出了遗传信息。

今天的故事与西伯利亚东北部永冻层中埋藏的三颗古代动物牙齿有关。这三颗牙齿属于已经灭绝的猛犸象。很长一段时间,他们在寒冷的冻土中度过了很长的时间,直到20世纪70年代才被发现和发掘。

在一项新的研究中,瑞典自然古物博物馆的进化遗传学家LoveDaln和他的团队通过从这些牙齿中提取的DNA刷新了已知最古老的DNA记录,并确认了一种新的和以前未知的猛犸象。他们发现,一些居住在北美的长毛兽可能是猛犸象和这种新猛犸象生物的杂交后代。研究成果发表在最近的《自然》杂志上。

自2007年以来,Daln一直在考虑对猛犸象进行DNA测序。他希望通过化石样本中提取的DNA,了解不同猛犸象的进化过程。在此之前,他已经成功地对一只真猛犸象和两只猛犸象(Mammuthus trogontherii)的臼齿进行了DNA测序。

这一次,Daln和他的团队通过采用最先进的测序技术,成功从冻土中挖掘出的猛犸象臼齿中捕获了古代DNA。第一个样本是在一个名叫Krestovka的村庄发现的,他们从中猎取了4900万个碱基对的核DNA;第二个样本是用一个叫Adycha的地方挖掘出来的,他们从中得到了8.84亿个碱基对;第三个样本是在一个叫Chukochya的地方发现的,科学家从中读取了近37亿个DNA碱基对。

DNA分析显示,第一个牙齿样本和第二个牙齿样本最古老:从克里斯托夫卡发掘的样本已经有165万年的历史;从Adcha的样本被挖掘出来至今,大约已经有130万年了;楚科奇亚的样本属于60万年前的猛犸象。

从形状上看,最古老的两颗牙齿样本似乎属于草原猛犸象。草原猛犸象被认为是欧洲大陆的一种生物。研究表明,草原猛犸象在北美出现的时间早于真猛犸象和Mammuthuscolumbi。然而,从这两颗牙齿的基因组中延伸出来的信息令人困惑,因为DNA分析结果显示,Krystovka和Adecha的牙齿样本属于两种不同的猛犸象生物。阿德查的样本部分属于草原猛犸象谱系,后来发展成为真正的猛犸象;然而,对Krystovka样本的DNA分析显示没有这种迹象,它可能属于一个新的未知猛犸象谱系。

研究人员推测,猛犸象Krystovka可能在200多万年前与其亲属分离。他们认为,虽然这个样本是在俄罗斯出土的,但它所属的生物谱系可能已经与北美其他草原猛犸象分离开来。

此外,研究人员还发现,这种未知生物可能与真正的猛犸象杂交,从而产生了42万年前生活在北美的哥伦比亚猛犸象。因为在分析了哥伦比亚猛犸象的DNA后,他们发现哥伦比亚猛犸象的祖先有一半可以追溯到这种克雷斯托夫卡猛犸象,另一半可以追溯到真正的猛犸象。这是来自远古DNA的杂交物种形成的第一个证据。

猛犸象的进化。|来源:自然

值得强调的是,此次测序的猛犸象DNA并不是从化石记录中提取的最古老的物种分子信息。2016年,有研究人员报道,从380万年前的鸵鸟蛋壳中测得蛋白质序列;2019年,一个研究小组从177万年前的犀牛牙齿中捕获了蛋白质。但提取远古DNA的好处是,与蛋白质相比,可以从DNA序列中猎取更多关于物种起源的信息。

新的结果增加了科学家所掌握的猛犸象的遗传信息,这对于了解猛犸象的地理分布,以及它们是如何进化的,它们具有什么样的外貌特征,以及它们为什么具有如此大的多样性具有重要意义。

长期以来,百万年基因组的出现一直是许多古生物学家和古遗传学家的期待,但也是科学家们始终无法跨越的一道门槛。新的研究成果给从事相关研究的科学家带来了好消息,鼓励他们对越来越多的古代DNA进行测序。也许在不久的将来,我们可以从冻土中挖出麝牛、驼鹿等动物的样本,然后从中发现新的基因故事。

那么,远古DNA有生命极限吗?达伦说,答案是肯定的,也是明确的。这个数字是260万年,也是永久冻土的极限。

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