事实核查:新发现的猛犸象尸体真的保存有流动的血液和可能存活的细胞吗?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


昨天,一系列新闻报道宣扬了来自最后一个冰河时代失落世界的惊人发现:一具1万年前的毛茸茸的猛犸象尸体,它保存着新鲜肉色的肌肉组织和液态血液,尽管在俄罗斯研究人员发现这头野兽的新西伯利亚群岛的温度为零下10摄氏度。《西伯利亚时报》获得了该标本的惊人照片,显示了红色的组织和一小瓶据说是在动物腹部下的冰腔中发现的深棕色液体,以及更多关于该发现的细节。报道引用了雅库茨克东北联邦大学的猛犸象研究员谢苗·格里戈里耶夫的话,他领导了猛犸象的回收工作,推测血液中含有“一种天然的防冻剂”,并宣称这个标本——一头死亡时年龄在50到60岁之间的雌性——是“古生物学史上保存最好的猛犸象”。与此同时,一份法新社报道称,该动物是迄今为止发现的第一头老年雌性猛犸象,并引用格里戈里耶夫的话说,“这一发现为我们提供了找到活细胞的绝佳机会”,这将为他的机构与韩国秀岩生物技术研究基金会合作克隆猛犸象的项目带来意外之财。

哇!我的意思是,从世界的这个角落里出现了一些壮观的猛犸象——例如,2007年发现的幼年猛犸象柳芭。但是像新鲜肉一样的肌肉组织?液态血液?活细胞的可能性?听起来很神奇,对吧?然而,仅凭新闻报道(该发现是在大众媒体上宣布的,而不是在同行评议的科学期刊上),我怀疑这是否好得令人难以置信。因此,我联系了几位未参与该发现的专家,以了解他们对该进展的看法。结论是:这似乎确实是一项令人难以置信的发现,但其中一些关于它的说法如报道的那样不正确,或者尚未被确立为事实。

密歇根大学的丹尼尔·费舍尔是猛犸象方面的权威,他过去曾与格里戈里耶夫合作,并将他视为亲密的同事,他评论说,新闻报道似乎大部分是真实的。但他通过电子邮件指出


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“……在报道中,有几点偏离了事实,也许只是语言差异以及记者和科学家之间有点不同步的通常结果。例如,这不是第一次发现老年雌性猛犸象,只是我们第一次发现老年雌性的如此多的尸体(即软组织)。同样,他们没有发现任何‘活细胞’——充其量,他们可以希望找到克隆爱好者可能称之为具有‘可行’DNA的细胞,这意味着它足够完整,可以在克隆工作中使用。事实上,尽管有很多关于这种‘可行性’的说法,但我认为仍然有待证明任何来自猛犸象的DNA都符合这一标准。一般来说,古代DNA高度片段化,绝不是‘准备好’进入下一个猛犸象胚胎的。”

“至于血液,我毫不怀疑他们有一些有趣的东西,但它到底是什么……目前很难说。它是否完全是血液,而且只有血液,当然需要更多的分析,包括一些显微镜检查。我之前在猛犸象血管中见过凝固的血液,这与这里报道的非常接近,所以这完全合理。目前,我必须保留对这个新样本的具体性质的判断,但我确信它会引起人们的兴趣。”

我还联系了曼尼托巴大学的生理学家凯文·坎贝尔,他与同事合作,利用古代DNA重建了毛茸茸的猛犸象的红细胞蛋白血红蛋白,然后观察了该蛋白的功能。他和英国约克大学的分子生物学家迈克尔·霍弗雷特在去年为《大众科学》撰写的一篇文章中描述了他们的努力,揭示了这种对温度敏感的蛋白质进化出了适应性,使其能够在猛犸象面临的寒冷条件下发挥向身体组织输送氧气的作用。坎贝尔通过电子邮件指出,“如果液体(‘血液’)样本像肌肉一样保存完好(从图片来看,肌肉似乎保存得非常好),那么红细胞仍有可能完好无损。”他告诉我,他有兴趣研究这种物质,以评估其氧结合特性。

“从氧结合研究的角度来看,第一步是寻找红细胞,然后从样品中的所有其他蛋白质/细胞碎片中分离出血红蛋白。由于样品是从体外采集的,因此很可能也存在肌红蛋白和可能的细菌(例如)的‘污染’。仅凭颜色,我认为可以相当肯定地说,小瓶中确实有相当数量的血红蛋白(也可能是肌红蛋白)。”

坎贝尔说,格里戈里耶夫通过电子邮件告诉他,当放入-17摄氏度的博物馆冰柜中时,“血液”甚至没有结冰。坎贝尔想研究为什么这种物质在-17摄氏度时没有凝固成固体,他指出,他最初非常怀疑关于所谓的血液中含有使其保持液态的所谓的低温保护剂的说法。他写道

“鉴于样品在-17摄氏度时仍然是液态的,这表明它处于‘过冷’状态,因为我们预计血液和其他体液在-0.6摄氏度左右会结冰。许多昆虫(和一些脊椎动物)能够通过表达抗冻肽/糖蛋白和(主要是基于碳水化合物的)低温保护剂来避免在更冷的温度下结冰,这些物质可以显着降低过冷点(大致相当于冰点)。如果猛犸象的血液具有这种特性,据我所知,它们将是唯一已知的哺乳动物例子(然而,北极地松鼠的腹部已被证明可以过冷至-2.9摄氏度,尽管允许这种能力的机制仍然未知[我认为])。无论如何,我非常(非常)怀疑循环的猛犸象血液能够过冷至-17摄氏度——尽管值得测试样品,看看为什么它们仍然是‘液态’的。例如,也许它们确实有一些低温保护剂(北极地松鼠似乎确实有),并且这在漫长的保存期间变得浓缩。相反,也许它们根本没有任何‘抗冻剂’,而是样品中的大部分水都被周围的冰吸收了,使得剩余的‘血液’变得极其浓缩——这将降低其冰点。或者,也许样品被分泌低温保护剂的冰生细菌污染了,或者也许还有其他解释?另一个问题是,这些样品是如何在这种状态下保存这么久的?此外,鉴于最近发现了许多猛犸象,为什么这是唯一一个(据我所知)拥有‘液态’血液的?无论如何,总的来说,这似乎是一项非凡的发现[当然,如果这是真的——而且我目前无法评估这一点],并且值得追求。”

坎贝尔和费舍尔现在正在与格里戈里耶夫讨论研究新标本的事宜。从目前的情况来看,这些遗骸很可能会彻底改变科学家对猛犸象生理学的理解,这将是令人兴奋的。至于复活这种早已消失的生物,好吧,让我们希望不会走到那一步。正如我和我的同事在6月刊的《大众科学》中指出的那样,去灭绝是一个坏主意

更新 2013年5月30日下午2:00:我问丹尼尔·费舍尔关于这个新发现的猛犸象是迄今为止保存最好的猛犸象,以及它与柳芭等其他发现的比较。我还问他对复活猛犸象的问题持什么立场。尽管他在我的截止日期前未能回复这些问题,但他后来通过电子邮件回复了我,内容如下

“当我们谈论保存的比较‘质量’时,会涉及到整个空间尺度,从整个身体的整体(在医学/解剖学意义上)形态到亚细胞水平。我们说柳芭保存得很好……她确实保存得很好……但是,当我们深入研究时,我们会说她是迄今为止发现的最完整的猛犸象尸体……事实上,她从真皮(和她的一些毛茸茸的毛皮)到她的内脏,一切都完好无损。但事实上,她之所以能够达到如此高的完整性,要归功于一些化学和细菌介导的过程影响了她的组织,基本上是‘腌制’了它(也就是说,这就是为什么她在最初暴露时没有被清扫的原因)。因此,某些组织(尤其是包括所谓的1型胶原蛋白的组织)发生了一些内部分解,结果在组织学和细胞水平(延伸到她的DNA),她没有从‘外部’看起来那么保存完好。相比之下,其他标本,如赫罗马和尤卡,作为整体的完整性较差,但在组织水平及以下保存得更好,因为它们没有经历这种‘腌制’过程。它们只是在死亡后或多或少地迅速冻结。这头新的猛犸象会更像它们,只是它的保存质量也因身体的不同部位而异——它身体的某些部位,至少在组织水平及以下,保存完好,而身体的其他部位则退化得更严重。假设描述是准确的,它可能是组织水平上保存最好的之一,在那些保存最好的区域,但这需要一些组织学调查才能真正证明这一点。”
...我对猛犸象克隆的“感觉”是,它近期不太可能实现,因为要实现这个目标,所需的各项技术能力之间存在巨大的鸿沟,而且即使在我们取得一些进展的流程方面,其概率也相当不利。如果可以的话,我愿意看到猛犸象吗?当然愿意!然而,我们谈论的是复杂的社会性生物,它们之所以成为现在的样子(或者曾经的样子),不仅是因为它们的基因结构,更是因为它们在家庭单位中的成长方式。我们真的能为这样一个刚从代孕母亲那里诞生的动物提供足够的条件吗?我对此表示怀疑。这不是食物的问题——我们可以解决——而是整个家庭单位的社会环境。我不确定我们能从这样一个实验中学到什么,或者它对“真正的”猛犸象的生活会产生什么影响。最后,做任何类似的事情都需要选择,需要在优先事项之间进行选择,而考虑到我们面临的所有保护挑战,更不用说其他问题,我不确定这个目标是否应该在我们所有的选择中占据首位。我相信会有其他支持这项努力的论点,例如会引用附带的好处等等,但是,尽管我非常想了解猛犸象的生活,但我对我们从化石记录中产生新知识的能力比从克隆猛犸象中学习的能力更有信心。"

 

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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