恐龙蛋三题(三)
恐龙蛋引起的争鸣
甄朔南
1994年,奇石收藏家李广岭先生独具慧眼,把一枚外硬内软的蛋交给笔者鉴定。笔者当场就肯定它是恐龙蛋化石,但光凭肉眼还弄不清那里面软的东西到底是什么物质。于是笔者把这枚恐龙蛋交给了北京自然博物馆副馆长、恐龙专家饶成刚先生。由于该馆缺少先进的测试设备,他又把这枚蛋化石交与石油勘探开发科学研究院的地质学博士王大锐先生。在该院以及北京大学物理系电镜室专家的配合下,使用了稳定同位素、傅立叶红外谱、X光衍射、扫描电子显微镜、透视电子显微镜以及岩矿分析等手段,研究者最后认定蛋内絮状灰白色软物质是由一种自然界常见的粘土矿物坡缕石构成的。坡缕石在化学成分上含结构水,是硅酸盐矿物的一种,这种物质的分子式是
Mg5(H2O)4(Si4O10)(OH)2
由于它呈絮状,表面积特别大,很容易吸附其他物质,所以这个恐龙蛋内的坡缕石是否含有机物就值得进一步研究。
经人介绍,李广岭把这枚恐龙蛋送交北京大学生命科学院进行更深入的分析。他们把这枚蛋化石取名为XL-001号,X意为未知数,L是指李广岭。经北大几位专家测试,认为它含有0.5%~1%的氨基酸,而氨基酸是构成蛋白质的基本单位。这一发现使他们万分兴奋,专家们决定对它进行提取脱氧核糖核酸(DNA)也就是遗传基因的试验。经过艰苦的工作,他们宣布:经过排除污染,已提取到恐龙基因片断。
从理论上讲,古生物化石中的DNA是可以在特定的条件下被保存下来的。本世纪80年代,美国加州大学伯克利分校的古生物学家乔治·波伊纳尔曾出版了一本名为<探索琥珀中的生命>的书,书中提出了获得恐龙DNA的一种可能性。假设在恐龙生存的时代,一只刚叮咬过恐龙的苍蝇,陷入了一团树脂中。经过漫长的历史年代,这团树脂成了一块琥珀。运用现代科学技术,我们就能从这只苍蝇体内的恐龙血细胞中提取DNA.波伊纳尔提出这种假设并不是没有根据的。他曾从五个三千多万
年以前的无刺峰中提取了这种蜂的DNA并进行了扩增,结果发现这种蜂的DNA与现生的无刺蜂的DNA完全一致。(佛罗纪公园)一书的作者迈克尔·克赖顿是医科出身的作家。他深知科幻是科学基础上的幻想,所以他也没想有一只苍蝇叮咬了恐龙身上的血,因而体内含有恐龙的血细胞,但它马上被树脂粘住包围,变成了琥珀昆虫。科学家从保存在琥珀中的苍蝇身上提取了恐龙的DNA又设法复活了恐龙。也有的科学家从距今1.2亿年以前的象鼻虫的琥珀中提取到象鼻虫中的DNAo所以能从琥珀虫体内提取DNA是因为琥珀中的昆虫完全被封闭在树脂中,与外界隔绝了。现在提取DNA的主要手段,是采用聚合酶链式反应,简称PCR技术。这种技术极为敏感,极微量的恐龙DNA以及被污染的DNA都会被大量扩增。北大几位青年科学家就是利用这一技术从恐龙蛋中提取DNA的。这一研究成果在震惊世界的同时,也引出了一连串疑问:从恐龙蛋中提取的DNA就一定是恐龙的吗?既然蛋内形成的坡缕石絮状物是外界硅酸盐矿物质渗入蛋壳的结果,这就不能排除霉菌、真菌以及古细菌(不是古代的细菌,是一类细菌的名称)的污染。更何况这枚蛋早在1993年9月就被打开,一直保存在常温下,所以也不能排除外界的污染。有人提出他们提取到的DNA序列与美国一位科学家从恐龙骨路中提取的DNA序列高度同源。但同样的问题是:在恐龙骨化石中找到的DNA就是恐龙的DNA吗?为此,尽管有的新闻媒体对此作了肯定的报道,但不少科学家出于科学的严肃性,仍然认为说已经找到了恐龙的DNA还为时过早。最近德国慕尼黑大学帕伯实验室特意分析了在科学期刊或媒体上报道过的四个恐龙样品,其中两个来自美国的蒙大那州和犹他州,两个来自南极。他们重新分析的结果显示,这几个样品中的DNA不太可能是长期保存下来的。他们也发现这些样品有近代生物的污染,即便在南极那样寒冷条件下保存下来的样品也受到了污染。为此,他们认为从这些样品中得到恐龙DNA的可能性很小。他们认为越是年代遥远,保存条件的要求越高,只有在琥珀中的昆虫由于迅速与外界隔绝,才减少污染的可能性。可以说目前世界上还没有找到真正公认的恐龙的DNA.
通过这次试验与讨论,还会进一步扩大我们的视野,从中可以看出以下问题:
(1)古生物化石中的DNA是在一定的特殊条件下被保存下来的,外硬内软的蛋化石絮状物是在特定的自然条件下形成的,在绝大多数已石化的蛋内是无法找到的。王大锐博士等专家鉴定的絮状物是玻缕石也是正确的,DNA是附在坡缕石之上的。限于时间、设备以及参加工作的人员不是分子生物学的专业人员,所以没有继续做下去。北京有一家报纸说他们没有得出正确的结论是不够确切的。
(2)已经完全石化变成了无机物的石头是无法找到DNA的,更不可能由那样无生命的石头中孵化出活的小恐龙。
(3)要想使恐龙复活,设想有成群的活恐龙通过人们的检阅,并不是轻而易举的事。波依纳尔博士承认即使我到了真正的恐龙的DNA也不敢肯定DNA能保存多少百万年。帕伯实验室研究人员收集了许多古生物样品,用PCR技术比较了其中氨基酸和DNA的性状。他们得出的结论是:在温带(如埃及),DNA保留以几千年为限;在寒冷地区,DNA保存期以10万年为限;超过这个期限的DNA一般被降解,不再能检测到。文章发表在1996年5月《科学》杂志上。有人提出可以把真正的恐龙的DNA移登到鳄的受精卵中,但一旦鳄的卵细胞受精,就会发育成小鳄。怎样在受精的一瞬间用恐龙的DNA替代鳄的DNA,一时还无法解决。
(4)中科院古脊椎动物与古人类研究所编辑出版的《化石》杂志1996年第四期上发表了张忠英的《恐龙蛋DNA研究怎么了》一文,该文就是上面提到的要确定恐龙DNA是难度相当大的工作的最好例证。文章的作者首先提出XL-001蛋化石本身从1993年9月破碎絮状物外露到1995年1月12日才放入冰箱中低温保存,“因而,可以肯定地说,这枚蛋化石的絮状物已受到外源生命物质的污染”。作者还指出:这枚蛋化石已挤压变形,蛋腔内又沉积了大量的次生矿物,说明它可能在埋藏和化石
化作用下早就有了裂缝,因此这枚恐龙蛋可能在更早的时间内已与周围环境发生了物质交换。作者又从恐龙蛋DNA序列再分析中指出,中山大学的几位科学家对北大青年科学家得出的数据重新进行了分析与对比。他们认为北大同行们提出的DA18S7是一种高等植物18Sr.DNA片段,而DA18SI则为一种与真菌有较大同源性的rDNA片段,上述论文发表在(中山大学学报)(自然科学版)1995年第三期上。1995年第六期的《古生物学报》上发表了在美国从事古老 DNA研究的一位博士的论文。他用系统发育分析来鉴别古老DNA的真正来源,对北大青年科学家发表的两类六个阳性克隆18rDNA序列重新进行系统分析,指出它们分别来自两种不同的生物,但都不属于脊椎动物,而其中的一类非常可能是高等植物的DNA序列。这不是偶然的巧合,而是通过严密的科学实验得出的结论。这次全世
界科学界都关注的恐龙DNA的研究,必将极大提高我国对古老DNA研究的水平。对广大公众来说,又将受到一次科学知识、科学思想与科学方法的教育,进一步提高了科学素养。2002/05/11,五柳村陶世龙制作