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美国古生物学家研究用鸡DNA复活恐龙
来源:新浪科技           2014年12月01日        关键词:复活恐龙,鸡DNA
摘要:美知名生物学家提出要从恐龙的后裔——鸡的身上获取源自恐龙的古老DNA(脱氧核糖核酸),然后重新复活一只小型恐龙。
正文

左为史密森尼自然历史博物馆的马修·卡拉诺,右为古生物学家杰克·霍纳。霍纳希望利用从鸡身上提取的DNA复活一只小型恐龙。左为史密森尼自然历史博物馆的马修·卡拉诺,右为古生物学家杰克·霍纳。霍纳希望利用从鸡身上提取的DNA复活一只小型恐龙。

古生物学家杰克·霍纳认为,通过基因工程的方法,我们能复活一种小型恐龙,他称之为“鸡恐龙”。古生物学家杰克·霍纳认为,通过基因工程的方法,我们能复活一种小型恐龙,他称之为“鸡恐龙”。

新浪科技讯 北京时间12月1日消息,据国外媒体报道,2009年,世界知名的古生物学家杰克·霍纳(Jack Horner)宣布了一项大胆的计划,提出要从恐龙的后裔——鸡的身上获取源自恐龙的古老DNA(脱氧核糖核酸),然后重新复活一只小型恐龙。他还在2011年做了一个TED演讲,在网络上引起了广泛关注。不过,在过去四年里,公众并没有听说有什么新的进展。

  

在互联网上新的视频和想法推陈出新的时候,霍纳及其团队也在努力研究“鸡恐龙”(chickenosaurus,由鸡和恐龙两个英文单词组合而成)项目,并推动了演化发育科学的发展。目前,这一项目已经获得了一些有关胚胎尾巴发育方面的新进展。

  

在主流科学界,鸟类由恐龙演化而来已经成为共识。长期以来,古生物学家一直在研究恐龙和鸟类的骨骼结构变化。与此同时,分子生物学家也对现代鸟类的基因进行了研究。通过整合这些研究的成果,杰克·霍纳希望能回答有关恐龙到鸟类演化过程的问题。目前,霍纳在美国蒙大拿州博兹曼市的洛矶山博物馆担任古生物馆馆长。

  

杰克·霍纳的理论基础可以参考迈克尔·克莱顿(Michael Crichton)的小说《侏罗纪公园》(后来拍成了电影,轰动一时)。小说中,科学家从保存于琥珀中的蚊子体内,提取出了未消化的恐龙血液,从而获得了恐龙DNA。这种方法至今还被许多人信以为真,事实上科学家也的确这样尝试过。

  

杰克·霍纳也很清楚“侏罗纪公园”的理论,他不仅是电影中一个主角的原型,同时也是这部电影的技术顾问之一。不过,在原著小说出版24年之后,我们还是没能从蚊子体内提取到任何同时期恐龙的DNA。

  

即使在理想的保存条件下,DNA也会逐渐降解。在低温、无菌条件下,DNA的可用寿命可以延长到数百万年,而恐龙消失的时间是大约6500万年前。无论我们在琥珀中找到的蚊子多么完好,也无法从蚊子体内的血液中获得足够克隆恐龙的DNA。

  

唯一使DNA在数千万年后仍能保存下来的方法,是它自身不断地复制、遗传。这正是鸟类从恐龙演化而来的过程。

 

  显而易见的选择?

  

鸡看起来似乎并不是最适合用来复活恐龙的现代鸟类。鸵鸟是现生鸟类中最为原始的成员;沙丘鹤在大约一千万年时间里几乎没有变化;有一种名为麝雉的鸟类,其雏鸟在长出羽毛之前,具有类似恐龙的爪子,能用来攀爬树枝。不过,鸵鸟、沙丘鹤和麝雉显然很难在实验室中进行操作。相比之下,鸡是一种高度驯养的家禽,很容易照料,而且成本低廉。

  

选择鸡作为实验材料,使科学家也能从几十年来有关鸡基因组和解剖学的研究中获益。由于鸡的经济价值,科学家在它们身上进行了大量的研究。家禽科学已经成为一个庞大的领域,拥有创刊多年的学术杂志,在一些有名望的大学中还有一整个学系。

  

基因组的演化并不是那么井井有条。老的基因在被淘汰时并不总是被丢弃。举个例子,在鸡的基因组中可能还保留着控制恐龙手臂和手指生长的全部基因。如果在胚胎发育阶段,出现了将这些骨头融合成翅膀的基因,那么有关手臂和手指的基因可能就会被丢到一边。不过,生长出恐龙手臂的潜力依然存在。如果能够找出导致指骨融合的新基因,并阻止它的表达,那被丢到一边的基因就有可能获得表达的机会,重新长出手臂来。

  

杰克·霍纳坚信,通过3个主要的基因工程任务,他将把普通的鸡改造成缩小版的伶盗龙(velociraptor,由于《侏罗纪公园》而被人熟知的一种小型掠食性恐龙)。这种“鸡恐龙”的形象包括:长长的尾巴;较长的牙齿;不长喙的头部;以及取代翅膀的长有指节和爪子的前臂。

  

科学家已经培育出了长有牙齿的吻部。在哈佛医学院的实验室中,马修·哈里斯(Matthew Harris)让鸡胚表达出了古老的基因,长出了圆锥形,类似鳄鱼的牙齿。科学家认为,这项研究的意义不仅仅是造出活生生的新动物,事实上,它还具有影响医学研究的潜力。

  

“我们在问:‘那些控制性状产生的基因方法是什么?’”哈里斯说,“在7000万年之后,动物体内还保留着一些隐藏机制,能生成这些初级阶段的牙齿。如果情况真的如此,那在其他动物或者我们自己的体内,是否还存在着其他的隐藏潜力?这些潜力如何转化为用于身体修复和医药上的方法呢?”

  

杰克·霍纳的团队将以哈里斯的工作为基础,但还需要结合转基因的工作。转基因技术可以把某个生物体的基因转入另一个生物体的基因组中。“我们已经能获得牙齿,但鸟类已经缺失了生成珐琅质的基因,”霍纳说,“为了长出真正的牙齿,我们必须做一些转基因的工作。我们要使它们能重新生成珐琅质。实际上这并不是太大的问题。”

  

“手指或许是最容易处理的部分,”霍纳说道。事实上,对鸡翅膀的X光扫描发现,小型恐龙的手臂中也具有同样的骨骼——所有的“部件”都已经存在。

  

截至目前,制造“鸡恐龙”最大的挑战是如何生成尾巴。现代鸟类在羽毛下面并没有尾巴。它们具有一个复杂的尾综骨,由短而融合在一起的脊椎组成,与肌肉相连,可以对尾羽的活动进行控制。

  

想要将尾综骨逆向转化为长长的尾巴,需要知道尾综骨最初是怎么演化出来的。这个问题直到最近都还没有确切的答案。杰克·霍纳和同事近日发表了一篇论文,揭示了在老鼠中出现的23种不同的突变,能导致融合、变短的尾巴。实际上,他们试图在实验室中重现化石记录的历史。

  

在胚胎吸收(resorbtion)过程之前,鸟类胚胎依然会长出类似恐龙的尾巴。了解壁虎胚胎中导致尾巴结构没有被吸收的原因,或许可以帮助科学家在鸟类胚胎中保留住尾巴。“利用遗传标记,我们鉴定出了生成特定部分的那些基因,以及哪些基因控制着这些特定部分被吸收,”霍纳说,“我们正在寻找哪些基因会把整段尾巴去掉。下一步,我们会找来一群壁虎,看是否能利用这些路径,把壁虎的尾巴去掉……我们很确定,我们在老鼠中发现的尾巴基因也能在这里发挥作用。”

 

  “可怕的怪物”

  

马修·哈里斯对制造“鸡恐龙”的想法持怀疑态度。

  

“只因为你能做这个实验,并不意味着你应该做这个实验。什么才是我们应该回答的科学问题呢?杰克·霍纳的问题是:‘你能否制造出某些已经消失的东西’?这是一个错误的问题。如果你能做到这些,你会获得什么?从技术上说,你将得到一只乱七八糟的鸡。它不是一只恐龙,也永远不会是一只恐龙。它将会是一只真正的可怕的怪物。我们应该问的是:了解鸟类的历史,鸟类的生物学中有哪些有趣的部分,可以告诉一些我们有关恐龙的信息?”

  

杰克·霍纳并不同意有关“鸡恐龙”恰当性的观点。他说:“我认为我们可以在胚胎中达成一系列的改变,从而获得能孵化出来,能活到正常寿命,能吃能动并功能正常的动物。”

 

不过,霍纳和哈里斯都认为这项研究可能为科学和医学带来益处。研究影响胚胎尾巴生长的因素可以为脊椎疾病的治疗提供帮助。了解鸡胚胎间充质组织(一种未分化的结缔组织,其细胞能发展成淋巴组织、骨头组织和软骨组织)如何指导牙齿的生长,可能最终会应用于人类肉瘤(来源于间充质组织细胞的肿瘤)的治疗。

  

与所有小型恐龙一样,鸡恐龙也会具有羽毛。在这一点上,《侏罗纪公园》出现了错误,不过电影的特效制作者对杰克·霍纳做出了补偿。乔治·卢卡斯为“鸡恐龙”项目迄今为止的开销提供了大部分的资助。

  

“如果10年内没有制造出它们,我会感到非常奇怪,”霍纳说,“如果幸运的话,我们可以在五年内得到它们。(我们不会需要)超过500万美元。如果我们真的有500万美元,那我们就会有三个不同的实验室一块来做这一项目。”

  

用比《侏罗纪公园》的特效低得多的成本,杰克·霍纳或许能成功地为我们带来一只活生生的恐龙。

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