恐龙DNA的消亡:遗传物质的半衰期为521年

一项新的分析证实了人们普遍存在的怀疑,即无法从恐龙和琥珀中保存的古代昆虫的DNA中恢复出“侏罗纪公园”式的公园

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来自《自然》杂志

很少有研究人员相信恐龙DNA样本能够保存至今的说法,但没有人知道遗传物质需要多长时间才能分解。现在,一项对在新西兰发现的化石的研究正在结束这场争议,并打破了克隆霸王龙的希望。

细胞死亡后,酶开始分解构成DNA主链的核苷酸之间的键,而微生物则会加速衰变。然而,从长远来看,与水的反应被认为是造成大部分键降解的原因。地下水几乎无处不在,因此,理论上,埋藏在骨骼样本中的DNA应该以设定的速率降解。


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确定该速率一直很困难,因为很难找到大量含有DNA的化石来进行有意义的比较。更糟糕的是,可变的环境条件(如温度,微生物攻击程度和氧气含量)会改变衰减过程的速度。

但是,由哥本哈根大学的莫滕·阿伦托夫(Morten Allentoft)和澳大利亚珀斯默多克大学的迈克尔·邦斯(Michael Bunce)领导的古遗传学家检查了158根含有DNA的腿骨,这些腿骨属于三种名为恐鸟的已灭绝巨鸟。这些骨头的年龄在600至8000年之间,是从彼此相距5公里以内的三个地点回收的,具有几乎相同的保存条件,包括13.1ºC的温度。该发现今天发表在《皇家学会学报B》上。

收益递减
通过比较样本的年龄和DNA降解程度,研究人员计算出DNA的半衰期为521年。这意味着,经过521年,样本主链中核苷酸之间的一半键会断裂;再经过521年,剩余键的一半会断裂;以此类推。

该团队预测,即使在−5ºC的理想保存温度下,骨骼中的每个键也将最多在680万年后被破坏。DNA将会在更早的时间内变得无法读取——可能在大约150万年后,当剩余的链太短而无法提供有意义的信息时。

“这证实了人们普遍存在的怀疑,即关于来自恐龙和琥珀中保存的古代昆虫的DNA的说法是不正确的,”澳大利亚悉尼大学的计算进化生物学家西蒙·何(Simon Ho)说。但是,尽管680万年远不及恐龙骨骼的年龄(至少为6500万年),“我们或许能够打破最古老真实DNA序列的记录,该记录目前约为50万年,”何说。

最新研究中的计算非常简单,但仍有许多问题。

“我非常有兴趣了解这些发现是否可以在诸如永久冻土和洞穴等非常不同的环境中复制,”新西兰达尼丁奥塔哥大学的古遗传学家迈克尔·克纳普(Michael Knapp)说。

此外,研究人员发现,年龄差异仅占恐鸟骨骼样本之间DNA降解差异的38.6%。“其他影响DNA保存的因素显然正在起作用,”邦斯说。“挖掘后的存储,土壤化学甚至动物死亡的年份都可能是需要研究的因素。”

本文经《自然》杂志许可转载。该文章于2012年10月10日首次发表。

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