《自然》杂志近日发表的两篇论文显示,科学家从犀牛属和其它动物的化石近亲中提取出了已有至少1800万年历史的古蛋白。这两项研究表明,蛋白质的保存时间比人们之前认为的要久得多,有望为许多物种的演化历史提供新线索。
在过去几十年里,科学家越来越擅于从化石中提取古老分子(如DNA和蛋白质)。但由于这些分子会随时间和环境温度而降解,提取依然存在极大难度。之前提取的最古老的蛋白质来自约370万年前的上新统地层。这两项新研究通过给牙釉质采样,扩大了这一界限,而已知牙釉质能很好地保存古老分子。
美国哈佛大学、史密森学会研究团队从肯尼亚图尔卡纳盆地发掘的大量化石中提取了蛋白质。他们对距今1800万年的真犀(犀牛属近亲)和长鼻目(象的近亲)进行了采样。位于东非大裂谷的图尔卡纳盆地是地球上最温暖的地方之一,古老分子曾被认为无法在这里保存下来。同时,该遗址具有重要的演化意义,因为包括古人类在内的许多哺乳动物种群在这里分化。
在另一项研究中,丹麦哥本哈根大学团队从来自加拿大高北极的一个真犀化石中提取了釉质蛋白的部分序列,年代可追溯至约2100万—2400万年前。这些序列或能提供犀牛属家谱的新信息,但仍需开展进一步分析。研究指出,寒冷的条件,如加拿大高北极的气候,有利于生物分子保存,从而推动对动物演化的回溯。
这两项研究共同表明,蛋白质的保存时间比之前认为的更久,能保存关于古代动物的分子信息。 据科技日报
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化石中还提取出过什么
▉软骨细胞
2021年9月24日,《通讯生物学》杂志报道了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与山东天宇自然博物馆在我国辽西朝阳地区一具1.25亿年前恐龙的骨骼中发现的一组保存完好的软骨细胞。
这具恐龙化石属于窃蛋龙类的尾羽龙,因其特别的长尾羽而得名,体型近似于现代的孔雀。研究团队提取尾羽龙股骨远端的一块靠近关节部分的骨骼,经过脱钙后,并运用一系列显微成像技术手段来分析其微观结构,发现恐龙死后其软骨细胞经历了硅化,这一硅化过程或是软骨细胞完整形态得以保存的主要原因。研究发现,在这些细胞中,一些是健康的形态,而另一些细胞则显示出不那么健康的多孔构造,处于细胞死亡的过程中。这些软骨细胞的死亡过程或发生在恐龙个体存活的时候。细胞凋亡是生物体内自然发生的现象,而把化石里的细胞定位到一个细胞生长周期之中的某个特定阶段,这是古生物学研究的新发现。
▉遗传物质
2019年11月出版的《自然》杂志发布了一项研究成果,中国与丹麦科学家在距今190万年的巨猿化石中成功提取到遗传物质,揭示了早已绝灭的巨猿的起源和演化过程。论文共同作者、广西民族博物馆博士廖卫介绍,遗传物质是从一枚巨猿牙齿化石里提取的,这枚牙齿化石出自广西田东县的一个山洞。据介绍,巨猿是目前已知的生活在地球上体型最大的一种灵长类动物。现已发现的巨猿化石可追溯到200万年至30万年前。巨猿曾经广泛分布在中国南方地区,目前为止发现的17个化石地点中,大部分在广西西南部地区。巨猿拥有巨大的牙齿和下颌,是人类的2至3倍,据此推测巨猿身高超过2米,体重超过300公斤。
▉骨髓
2006年7月,据美国生活科学网报道,科学家从1000万年前青蛙和火蜥蜴骨骼化石中成功地提取出骨髓。这是科学界首次从动物骨骼化石中提取骨骼,也是第二次从骨骼化石中提取软组织。据悉,2005年6月,科学家宣称从一具暴龙腿部骨骼中提取出红血球。
据了解,保存完好的软组织对于洞察研究远古生物生理学十分重要。负责该项研究的爱尔兰都柏林大学玛丽亚·麦克纳马拉举例解释,如果科学家成功提取了恐龙骨骼,这将有助于解开具有争议的恐龙是热血还是冷血动物。 综合新华网等