随着古代DNA(aDNA)研究的进展,科学家们逐渐揭开了难以置信的历史与自然界之谜。从冰冻的猛玛象牙齿到深埋的琥珀,这些古老的基因档案让我们得以窥视过去生物的生活与环境,特别是恐龙的进化历程。
古代DNA是从古老的来源(通常是标本,也包括环境DNA)中提取的DNA。这些DNA的分解过程(包括交联、去胺和碎片化)使其比当代基因物质更为破损。即便在最佳的保存条件下,样品中可供测序技术使用的DNA通常限制在40万到150万年之间。 2022年,研究人员在格林兰从沉积物中提取出的两百万年前的基因物质,至今被认为是发现的最古老DNA。
1984年,加州大学伯克利分校的研究团队首次成功提取了乔伽(Quagga)博物馆标本中的DNA,打开了古代DNA研究的先河。接下来,瑞典科学家斯凡特·帕博(Svante Pääbo)发现透过各种人类样本提取DNA,这些样本最早可追溯至数千年前。随着聚合酶链反应(PCR)的发展,古代DNA的研究迅速进步,进一步促进了这一领域的发展。
1990年代,研究组陆续声称成功提取了数百万年前的DNA,包括从琥珀中提取的昆虫和植物DNA。然而,1994年报导的从恐龙骨头中提取到的DNA却引发质疑。尽管科学界开始怀疑这些结果的真实性,许多关于古DNA的兴趣却愈加高涨。
2000年后,古代DNA研究领域迎来了一场革命。更便宜的高通量新一代测序(NGS)技术的出现,使研究者能够重建古生物或灭绝生物的基因组,这为古代DNA研究带来了全新的视野。
2022年,斯凡特·帕博因其对灭绝人类基因组的研究获得诺贝尔生理学或医学奖,为古代DNA的研究增添了重要的里程碑。相同年度,科学家在格林兰的沉积物中发现的两百万年前基因物质,再次打破了古DNA的发掘纪录。
古代DNA样本的降解过程以及环境污染问题,使得古DNA的研究充满挑战。
尽管古DNA技术逐步提高,降解过程依然是该领域的主要难题。过去的研究结果,有时因样本污染而受到质疑,使得真实的数据分析变得困难。
随着研究的进展,对提取的DNA进行认证的重要性愈发突出。依据去胺化的DNA特征,科学家现在能够推断一份样本是否来自古代,而不仅仅是近期污染。这使得古DNA的研究更加可靠。
有关非人类的古DNA研究,已经取得了一系列重要成果,例如提取来自数千年甚至数十万年前的动植物DNA,并进行基因组分析,这些发现不仅具有历史意义,还帮助我们了解过去生物的生态环境。
人类相关的古DNA研究——从木乃伊到骨骼,这些样本被广泛采集并分析。这不仅对人类的起源与演化提供了关键线索,同时也引发了对污染问题及其影响的讨论。
当前的研究不仅帮助我们更好地理解过去生物的基因组,还让我们思考我们人类的身份与过去。关于古代DNA的研究仍不断深入进行,揭示了遥远历史中的许多秘密。这些古基因可能会成为未来人类及其他物种行为模式的关键,那么,究竟古代的基因会带给我们什么样的启示呢?