人类克隆出绵羊、猴子,为什么就不能克隆恐龙?
2023-09-14 15:04

人类克隆出绵羊、猴子,为什么就不能克隆恐龙?

本文来自微信公众号:瞻云(ID:zhanyun2028),作者:瞻云,题图来自:视觉中国

文章摘要
本文介绍了人类克隆绵羊和猴子的情况,并解释了为什么无法克隆恐龙。文章提到了恐龙DNA的半衰期以及恐龙化石的年代,说明了复活恐龙的困难。然后介绍了马斯克旗下公司通过近亲基因复活恐龙鸡的尝试,以及古生物学家Horner的相关研究。最后指出,要真正复活恐龙需要从基因入手,而目前只能通过分子调控得到类似恐龙的鸡。

• DNA的半衰期限制了复活恐龙的可能性

• 通过近亲基因复活恐龙鸡的尝试

• 复活真正的恐龙仍然面临巨大困难

马斯克旗下Neuralink公司联合创始人马克斯·霍达克称:我们15年内可以育种和基因改良产生“超级外来物种”——恐龙,科幻电影中的《侏罗纪公园》指日可待。据悉, Neuralink是埃隆·马斯克新成立的一家高科技公司,致力于通过制造微米等级的设备,将人脑与机器接口连接起来。2016年7月, Neuralink在加州注册,是一家“医学研究”公司,马斯克提供公司运营资金。


恐龙真的能培育出来?《侏罗纪公园》真的有可能成为现实吗?


其实,电影《侏罗纪公园》里复活恐龙的方法,是根本不现实的。


DNA的半衰期,只有521年,也即每隔521年,DNA链就会断掉50%。距离我们最近的恐龙化石也有6500万年,是半衰期的12.5倍,断掉的DNA链高达99.9%。


无论通过化石还是琥珀,按照人类当前修复DNA的手段,都不可能复活恐龙。


那马斯克旗下公司,究竟是想要通过什么手段复活恐龙?


实际上,他们能做的,仅仅是通过近亲基因,复活一些似是而非的“恐龙”。确切的名字,应该叫做chickenosaurus,翻译过来叫做恐龙鸡。


提到恐龙鸡,不得不说一说美国古生物学家John Robert Horner。诸如很多电影迷一样,老爷子看了电影《侏罗纪公园》之后,萌生了复活恐龙的想法。


但和普通人不同的是,老爷子在古生物领域颇有建树,于2013年获得古生物学的最高荣誉辛普森终身成就奖。


Horner相当清楚,直接复活恐龙是没戏的,于是萌生了利用鸡的基因反推恐龙基因的想法。


从2011年开始,Horner做了一次演讲之后,随即开始了自己的行动。他组织了一批遗传学家开发这种动物,chickenosaurus(恐龙鸡)也是由他所命名。


鸟类是世界上剩下的唯一的恐龙后裔,从遗传学的角度来说,鸟就是一种恐龙。但无论马斯克旗下公司,还是普通大众,都不会认为鸡是恐龙。


那么,应该怎么从鸡反推恐龙呢?


当然是通过生物分子机制,一步步慢慢来。


2014年11月,Horner和相关团队对鸡胚胎的尾巴进行了返祖研究,相关研究还可能会为脊椎病人带来新的治疗方法。


随后他们又研究了鸡胚胎的间充质,以指导牙齿的重新发育。


Horner和研究团队得到了一定的资助,并希望10年内能培育出一只活的恐龙出来(期限马上就要到了哎)



2015年5月12日,一个独立的科学团队,发现了鸟喙和味觉起源的分子机制。并且发现了一种方法,通过反向基因工程,将鸡胚的喙变成了恐龙状的鼻子。


鸟类与恐龙的亲缘关系,以及喙的变化,可以看出一个连续的演化历程:



研究团队找到相关的控制基因,进行了相应的“返祖”研究:


左边鸡,右边鳄(初龙类),中间实验动物


看我们不难看出,这种返祖研究,主要作用还是为了弄清楚演化机制,距离复活真正的恐龙十分遥远。


2015年5月14日,智利大学遗传学家创造出了恐龙状的腿和脚的解剖结构,随着研究的深入,并成功让鸡腿返祖,长出了祖先的腓骨[3]


从恐龙到鸡,爪子的演变关系:


a最古老的埃雷拉龙;b特异龙;c始祖鸟


在演化过程中鸟类的爪发生了扭转,拥有了对握能力。


研究团队通过染色标记的方法确定胚胎中各类软骨发育的位置,以及大小。



研究团队通过瘫痪处理,发现脊椎动物胚胎通过软骨细胞的发育,完成扭转机制。这个发现,也意味着脊椎动物骨骼在早期阶段具有巨大的可塑性。


在后来的研究中,他们继续研究了鸟类腓骨的演化机制:



从演化出来看,鸟类祖先拥有纤细的腓骨,并和胫骨之间的缝隙变小了。在后来的演化过程中,一些种类的腓骨继续退化,形成了分裂状的腓骨远端,不再与骨板相连。


研究团队,同样通过标记法,研究了鸟类骨骼胚胎发育过程中,腓骨的变化过程:



并通过对IHH信号通路的研究,确定了鸟类骨骼未能形成远端生长板的分子机制:



通过调节IHH信号,便能达到控制腓骨生长的目的。



虽然研究团队,可以得到完整腓骨的鸡腿,但实际这和恐龙的差距还是很远的。


随着相关研究的深入,的确可以发现更多的分子机制,并通过人工调控的方法对鸡进行返祖。


Horner的梦想,似乎正在一步步的实现。




但值得说明的是,鸡和恐龙的基因差距超过老鼠和人类,仅仅通过分子调控,得到的必然是一种四不像的动物。如果要真正复活恐龙,还是得从基因入手。


由于恐龙的基因基本上都已经自然衰变得差不多,唯一的办法就是通过鸡复原。


一定程度下反推基因是可能的,但需要反推的基因太多,最后得到的依然是四不像的物种。


假如反推一次有80%正确率,连续推10次,全部正确的概率就只有10%左右了。关键是,受限于自然的不可控,大多时候根本不可能存在100%的正确率。


但既然Neuralink公司信誓旦旦地称15年内创造出“恐龙”,那也只能是chickenosaurus(恐龙鸡)了。而且这个恐龙鸡能有若干个恐龙的性状,就相当不错了。


例如,龙嘴鸡、龙尾鸡、龙爪鸡等等。


哪怕未来真的技术到位了,复活不同种的真正恐龙也会变成一个超级麻烦的体力活。全面商业化后,或许能让生物专业就业率全面提升。


毕竟作为商业手段,哪怕这样的恐龙鸡,应该也大有可赚。


参考文献:

[1] Horner wins lifetime achievement award from Society of Vertebrate Paleontology

[2] Bhart‐Anjan S. Bhullar, Morris Z S , Sefton E M , et al. A molecular mechanism for the origin of a key evolutionary innovation, the bird beak and palate, revealed by an integrative approach to major transitions in vertebrate history[J]. Evolution, 2015, 69(7).

[3] Botelho J F , Smith-Paredes D , Soto-Acua S , et al. Skeletal plasticity in response to embryonic muscular activity underlies the development and evolution of the perching digit of birds[J]. Scientific Reports.


本文来自微信公众号:瞻云(ID:zhanyun2028),作者:瞻云

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