猛犸象序列:在克朗代克寻找已灭绝巨兽的 DNA

杜安·弗罗斯和罗斯·麦克菲在挖掘现场收集可能含有更新世猛犸象基因线索的物质

育空地区道森市——随着一声轰鸣,一台旨在混凝土上打孔的岩心钻机开始钻探超过 10 万年的冰层。在克朗代克,这台钻机就像一台燃气动力手持时间机器,将来自更新世的冰冻土壤带上来,那时猛犸象和其他大型动物曾经统治着这里。在这片矿工仍在淘金的土地上,纽约市美国自然历史博物馆的古哺乳动物学家罗斯·麦克菲和他的同事们正在寻找另一种宝藏——来自已灭绝巨兽的 DNA。

阿尔伯塔大学的地质学家杜安·弗罗斯解释说,几千年前,当克朗代克的土地在春季解冻期间破裂时,水渗入,然后在冬季再次冻结,形成楔形冰。麦克菲说,随着水滴落进来的是来自地表的沉积物,其中可能含有猛犸象的 DNA,以及该地区曾经存在的植物、细菌和其他生命的 DNA。人们对中更新世猛犸象的基因知之甚少,而这些 DNA 可以阐明它们的进化。研究人员希望找到明确的证据,证明在最后一个冰河时代末期,漫游美洲的猛犸象有两个物种,而不仅仅是一个。

这个地区今天以云杉林为主,混杂着桦树和白杨树,曾经是白令陆桥的一部分,这片草原苔原从北美延伸到亚洲,如今淹没在冰冷的白令海峡之下。弗罗斯在克朗代克工作了过去 15 个左右的野外季节,旨在重建过去几百万年白令陆桥的全貌。与尝试从不同的类群收集数百个化石相比,对捕获的沉积物进行 DNA 采样可能是一种更容易分析白令陆桥生态系统如何随时间推移而变化的方法。


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在六月份加入团队的七天里,我了解到古代 DNA 分子并不是研究人员在这里寻找的唯一线索。阿尔伯塔大学的古昆虫学家斯维特拉娜·库兹米娜在沉积物中筛选化石昆虫——通过研究现代这些昆虫现在居住的地方,她可以推断出当时的可能气候。澳大利亚伍伦贡大学的李·阿诺德将扫描晶体颗粒,以查明所有发现物的年代,从而帮助揭示事件的正确顺序——这与句子中单词的正确顺序一样重要。稍后,科学家们将乘飞机、直升机和船只向北进发,挖掘骨骼。

克朗代克地区持续进行的淘金活动已被证明非常宝贵。我们可以开车沿着矿路直接到达现场,而不是步行一英里或更远的路程来搬运沉重的设备。矿工们也非常支持,甚至使用挖掘机从一个名为天堂山的岩石地点的冻土上刮掉数吨地表物质,称为表土。弗罗斯解释说,他们的帮助使研究更具成本效益。麦克菲同意道:“在西伯利亚,你很幸运能在一周内完成一个地点。”

尽管如此,野外工作仍然是一项艰苦、肮脏的任务。在我们探险的第四天,我们在黄金溪挖掘的巨大冰楔隐藏在厚厚的粉状泥浆下——淤泥中富含古老的、正在分解的有机物,闻起来很像粪肥。当我们将冰暴露在阳光下时,水与泥浆混合形成滑溜的粘液,偶尔会将我们困到大腿根部,这让我们非常懊恼。野外时间也可能出乎意料地消失,当我们发现崎岖不平的砾石路对租赁 SUV 造成损害时,我们才意识到这一点,租赁 SUV 在短短两天内就爆了三次胎。

最终,所有来之不易的科学宝藏都可能有助于解开关键谜团。例如,麦克菲希望 DNA 可以解释为什么这么多大型动物在美洲灭绝。是气候的快速变化导致它们灭绝吗?还是人类猎人的狡猾?还是麦克菲提出的,是人类带来的物种跳跃性瘟疫?

这项工作也可能揭示地球未来的某些信息。在一个名为幸运女士矿的地点,有大约 10 万年前地球地层,那是上一个间冰期,即冰川横跨北半球推进之间的间歇期。弗罗斯指出,那时世界比现在更温暖,因此分析那个时期的沉积物可以揭示地球现在正在经历的全球变暖。(他在道森市的蛇坑酒吧遇到幸运女士矿的所有者,一位古生物学爱好者后发现了这个地点。)

有一次,当我们深陷泥潭时,我问麦克菲,这就是古生物学家的迷人生活吗?他笑着回答说:“没有什么比这更棒了。”

注意:本文最初印刷时的标题为“猛犸象序列”。

查尔斯·Q·崔大众科学的撰稿人。他的作品也曾发表在纽约时报、科学、自然、连线LiveScience等刊物上。在他的业余时间,他游历了七大洲。

更多作者:查尔斯·Q·崔
大众科学杂志第 299 卷第 3 期本文最初以标题“猛犸象序列:在克朗代克寻找已灭绝巨兽的 DNA”发表于大众科学杂志第 299 卷第 3 期(
doi:10.1038/scientificamerican092008-455JFCo4ort15qfFcuYUi4
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