排精之后可以存活多久(精子可以存活多久)

游客投稿 社会热点 2023-06-26 10:00

理论研究表明,现有的最先进的技术可以恢复超过一百万年的古代DNA。

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图片来源:托马斯·奎因CC BY 2.0

DNA在化石中能存活多久?当一个有机体死亡时,它的染色体会分裂成碎片。随着时间的推移,DNA变得越来越短,使得科学家很难将它们拼接起来,或者解释它们最初包含的遗传信息,即使他们能够成功提取它们。

理论研究表明,现有的最先进的技术可以恢复超过一百万年的古代DNA。但在很长一段时间里,对于远古DNA来说,“一百万年”就像是一道不可逾越的屏障。自2013年以来,最古老的DNA记录一直由古遗传学家LudovicOrlando测序的一匹马保持。当时,奥兰多和他的团队对一匹生活在56万至78万年前的马的腿骨DNA进行了测序。他们在腿骨中发现了一些非常短的DNA片段,其中一些只有25个碱基对长。尽管如此,他们仍然从如此短的DNA片段中读取遗传信息。

今天的故事与埋藏在西伯利亚东北部永久冻土中的三颗古代动物牙齿有关。这三颗牙齿属于已经灭绝的猛犸象。在很长一段时间里,他们在寒冷的冻土中度过了很长一段时间,直到20世纪70年代才被发现并挖掘出来。

在一项新的研究中,瑞典自然历史博物馆的进化遗传学家LoveDalén和他的团队通过从这些牙齿中提取DNA,刷新了已知最古老的DNA记录,并确认了一种新的和以前未知的猛犸象。他们发现,一些栖息在北美的多毛巨兽可能是真正的猛犸象(Mammuthus primigenius)和这种新猛犸象物种的杂交后代。这项研究成果发表在最近的《自然》杂志上。

自2007年以来,Dalén一直在考虑对猛犸象进行DNA测序。他希望通过从化石样本中提取的DNA来了解不同猛犸象的进化。在此之前,他已经成功测序了一只真正的猛犸象和两只猛犸象(Mammuthus trogontherii)的臼齿的DNA。

这一次,Dalén和他的团队利用最先进的测序技术,成功地从永久冻土中挖掘出的猛犸象臼齿样本中捕获了古代DNA。第一个样本是在一个叫Krestovka的村庄发现的,他们从中获得了4900万个碱基对的核DNA。第二个样本是在一个叫Adycha的地方开采的,他们从中获得了8.84亿个碱基对。第三个样本是在一个叫Chukochya的地方发现的,科学家从中读取了近37亿个DNA碱基对。

DNA分析显示,第一个牙齿样本和第二个牙齿样本是最古老的:从克莱斯托夫卡发掘的样本有165万年的历史;从阿德查发掘的样本有大约130万年的历史。楚科奇亚的样本属于60万年前的猛犸象。

从形状上看,最古老的两颗牙齿样本似乎属于草原猛犸象。草原猛犸象被认为是欧洲大陆的一个物种。一些研究表明,草原猛犸象比真正的猛犸象和北美的哥伦比亚猛犸象出现得更早。然而,从这两颗牙齿的基因组中延伸出来的信息令人困惑,因为DNA分析的结果显示,克里斯托夫卡和阿德查的牙齿样本属于两个不同的猛犸象物种。阿德查的样本一部分属于草原猛犸象谱系的一部分,后来发展成为真正的猛犸象;然而,对克里斯托夫卡样本的DNA分析结果显示没有这种迹象,它可能属于一个全新的未知猛犸象谱系。

研究人员推测,猛犸象克里斯托夫卡可能在200多万年前与其亲属分离。他们认为,虽然这个样本是在俄罗斯出土的,但它所属物种的谱系可能已经从北美的其他草原猛犸象中分离出来。

此外,研究人员还发现,这种未知物种可能与真正的猛犸象杂交,从而产生了42万年前生活在北美的哥伦比亚猛犸象。因为在分析了哥伦比亚猛犸象的DNA后,他们发现哥伦比亚猛犸象的祖先有一半可以追溯到这种Clestovka猛犸象,一半可以追溯到真正的猛犸象。这是来自远古DNA的杂交物种形成的第一个证据。

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猛犸象的进化。|来源:自然

值得强调的是,这次测序的猛犸象DNA并不是从化石记录中提取的最古老的生物分子信息。2016年,有研究人员报道,从380万年前的鸵鸟蛋壳中测得蛋白质序列;2019年,一个研究小组从一头177万年前的犀牛牙齿中捕获了蛋白质。但提取远古DNA的好处是,与蛋白质相比,可以从DNA序列中获得更多关于生物起源的信息。

新的结果增加了科学家掌握的猛犸象的遗传信息,对于了解猛犸象的地理分布,它们是如何进化的,它们具有什么样的外貌特征,为什么会有如此大的多样性,都具有重要意义。

长期以来,一个拥有数百万年历史的基因组的出现是许多古生物学家和古遗传学家所期待的,但也是科学家们一直难以跨越的一道门槛。新的研究成果给从事相关研究的科学家带来了好消息,激励他们对更多更老的DNA进行测序。也许很快,我们就能从永久冻土中挖出麝牛、驼鹿等动物的样本,然后从中发现新的基因故事。

那么,远古DNA有生命极限吗?Dalén说答案是肯定而明确的,数字是260万年,这也是永久冻土的极限。