亞冠龍（圖片來源：paleontology.us）
根據(jù)古生物領(lǐng)域公認(rèn)的觀點，在生物死亡后，體內(nèi)的DNA開始持續(xù)降解，因此古生物學(xué)家在理論上只能恢復(fù)距今680萬年內(nèi)的生物DNA序列，而對于至少6500萬年前的恐龍，不可能找到其DNA。今年早些時候，一些研究人員卻指出，他們可能在一種鴨嘴龍的軟骨化石中可能找到了恐龍的DNA碎片。這項研究將引領(lǐng)一場古生物領(lǐng)域的革命，還是又一次的烏龍事件？
撰文 | Riley Black
翻譯 | 石云雷
審校 | 吳非
這枚微小的恐龍化石看似并不起眼。它不如迷惑龍（梁龍的一種，最大的恐龍之一）的股骨那般巨大，也不像霸王龍的頜骨那樣令人心生畏懼。這是一塊軟骨碎片，它的主人是一只生活在7000萬年前的幼年亞冠龍（Hypacrosaurus，屬于鴨嘴龍科）。但它普通的外表下，可能藏著之前被認(rèn)為不可能存在的物質(zhì)——恐龍DNA的降解產(chǎn)物。
根據(jù)目前公認(rèn)的理論，遺傳物質(zhì)不可能保存如此漫長的時期。在生物死后，其體內(nèi)的DNA就會開始降解。2012年，一項對恐鳥骨骼的研究發(fā)現(xiàn)，生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的半衰期為521年。這也意味著，古生物學(xué)家只能寄希望于恢復(fù)距今680萬年以內(nèi)的生物的DNA序列。而對于在6500萬年前滅絕的非鳥恐龍，其遺傳物質(zhì)早已消失。
但是，一項對亞冠龍軟骨的研究，正試圖挑戰(zhàn)這一觀點。今年早些時候，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所的博士后Alida Bailleul等人在一項發(fā)表于《國家科學(xué)評論》的研究中指出，他們發(fā)現(xiàn)的一塊亞冠龍軟骨化石不僅含有這只恐龍的原始蛋白、軟骨細(xì)胞，還顯示出DNA的化學(xué)特征。
如果能從如此古老的化石中獲得恐龍的遺傳物質(zhì)，這將是一項重大的發(fā)現(xiàn)?；涗洸粌H是古生物的骨骼和足跡，還包括古生物的遺傳物質(zhì)碎片，它們能將地球上的一切生命緊密連接。在研究已滅絕的近代生物，如猛犸象和巨型樹懶時，古生物學(xué)家能修正它們的親緣關(guān)系譜圖，探究物種間的親緣關(guān)系。此外，他們還能發(fā)掘一些全新的生物學(xué)特征，如動物的皮膚顏色變化。同樣，來自非鳥類恐龍的DNA將為理解其生理特征的出現(xiàn)提供豐富的新信息。
如果這項研究的結(jié)論成立，這表明生物體內(nèi)的生物化學(xué)物質(zhì)或能存在數(shù)千萬年，遠(yuǎn)長于之前認(rèn)為的數(shù)百萬年?！拔艺J(rèn)為有幸得以保存的古生物遺傳物質(zhì)，會比我們此前認(rèn)為得更常見，因為目前我們檢測的化石數(shù)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”Bailleul說。
但前提是，古生物學(xué)家需要確認(rèn)這些DNA碎片真實存在。就在上述論文發(fā)布后不久，受恐龍骨骼化石中生物分子爭議的啟發(fā)，普林斯頓大學(xué)的古生物學(xué)博士后Renxing Liang領(lǐng)導(dǎo)研究團隊，報道了一種存在于白堊紀(jì)的尖角龍骨骼化石中的罕見微生物。研究人員找到并分析了骨骼中的DNA，發(fā)現(xiàn)它們屬于此前從未見過的細(xì)菌和其他微生物。這塊骨骼化石中獨特的微生物組，也讓研究人員感到困惑：這些蛋白質(zhì)和可能存在的遺傳物質(zhì)是來自于恐龍本身，還是來自在化石形成過程中棲息在此的細(xì)菌？
在化石中發(fā)現(xiàn)的微生物群落，與化石周圍的微生物群落并不相同。這也讓對恐龍DNA、蛋白和其他生物分子的搜尋工作變得更加復(fù)雜了。因為現(xiàn)代的物質(zhì)可能會覆蓋過去在其中生存的生物，形成假象?！凹词顾械挠袡C物都能被保存下來，”Liang說，“鑒別過程也將會是很大的挑戰(zhàn)，因為從眾多分子中尋找屬于恐龍的如同大海撈針，可能導(dǎo)致潛在的錯誤結(jié)論?！?/p>
“目前，分子古生物學(xué)還是一門有爭議的學(xué)科。”Bailleul說。第一個關(guān)鍵問題是，研究人員使用的技術(shù)手段本身是用于尋找完整的分子，但在尋找古生物分子的蹤跡時，這些分子在漫長的時間中已經(jīng)被降解、遭到改變。更重要的是，對于恐龍通過礦物交待作用轉(zhuǎn)變?yōu)閳杂不倪^程，古生物學(xué)家還有諸多疑問。Bailleul說：“我們還沒有完全了解生物分子化石化的復(fù)雜化學(xué)機制?！崩?，我們并不清楚化石周圍環(huán)境中的微生物，是否與骨骼內(nèi)部的微生物存在相互作用。
這些不確定因素，加上分子古生物學(xué)的研究方法還有待發(fā)展，進(jìn)一步加劇了這一爭議：恐龍骨骼化石中的這些生物學(xué)物質(zhì)代表了什么？在亞冠龍軟骨的研究中，研究人員觀察了它的顯微結(jié)構(gòu)，并使用了能結(jié)合DNA的化學(xué)染料。但在尖角龍的研究中，研究人員通過DNA測序分析了骨骼中殘留的遺傳物質(zhì)的性質(zhì)，并沒有觀察骨骼的顯微結(jié)構(gòu)。
Bailleul承認(rèn)，在研究恐龍的骨骼化石時，考慮其中前所未見的微生物是十分重要的。但她提出，細(xì)菌不太可能進(jìn)入軟骨細(xì)胞，并且用它們的遺傳物質(zhì)誤導(dǎo)研究者，讓研究人員誤以為這些微生物才是真正的研究材料。
Barnett表示，在這場爭議中一個最大的難題是，我們很難進(jìn)行重復(fù)實驗。古生物學(xué)家曾經(jīng)也面臨過這個問題：1993年，在電影《侏羅紀(jì)公園》（Jurassic Park）上映時，一些研究表示發(fā)現(xiàn)了中生代時期的DNA。但隨后，這些研究結(jié)果均被推翻了，因為其他研究團隊在重復(fù)實驗中，無法得到相同的結(jié)果。雖然在那之后，古生物遺傳學(xué)發(fā)生了一些改變，但多個實驗室能重復(fù)得到一致的結(jié)果，依然十分重要。Barnett說：“如果另一個研究團隊通過獨立采樣，使用自己的抗體和染料，獲得了相同的研究結(jié)果。這將會增加研究的可信度?！辈贿^，這樣的合作到目前為止還沒有開展。
然而，隨著科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)隱藏在古生物骨骼化石中的線索，分子古生物學(xué)也正在發(fā)展制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)?！拔蚁Ｍ懈嗟墓派飳W(xué)家和生物學(xué)家嘗試做這些事情，”Bailleul說，“如果我們在這個方向上共同努力，將能更快得到答案。”
即使恐龍的“DNA分子”被證實是一場烏龍，這樣的努力也能產(chǎn)生一些意料之外的收益。微生物群落被認(rèn)為參與了骨骼的保存過程，當(dāng)骨骼被礦物質(zhì)替換時，這些微生物能幫助恐龍殘骸變成化石。“將來，通過研究這些曾棲息在恐龍骨骼中的遠(yuǎn)古微生物群落的DNA，將有益于理解在地質(zhì)時期，這些微生物在恐龍骨骼的礦化和保存中發(fā)揮了怎樣的作用?！盠iang說。
“這些都是非常難的問題，”Bailleul說，“但如果我們不斷地嘗試，將有希望找到大多數(shù)答案?！本湍壳扒闆r而言，沒有什么是一成不變的。
原文鏈接：
https：//www.scientificamerican.com/article/possible-dinosaur-dna-has-been-found/
