按照古生物学的传统理论,化石中有机物的保存期限不应超过10万年。在保存下来的结缔组织和软骨组织漫长的进化过程中,内部的DNA一直难以确定。、美国科学家、古生物学家玛丽·施瓦伊策(Mary Schwaetzer)等人,从美国落基山博物馆保存的6800万年前的霸王龙腿骨化石中提取软组织。
如果人死了以后土葬的话,基因能存在多久?
人死亡之后,受微生物、温度、湿度、空气等因素的作用影响,尸体会发生腐烂。从死亡到腐烂的时长也就是基因DNA存在的时间。不过人体不同器官发生腐烂的时间是不同的,其中皮肤、肌肉、内脏等主要是有机成分的器官会很快发生腐烂,一般为数月到数年,这也就是这些器官组织中DNA存在的时间。而骨骼由于其成分主要是无机盐,腐烂便很久也不会发生,这样,骨骼中的DNA会随着骨结构的完好而长久存在。
不过由于影响DNA分解最主要的因素是环境中的水分,会使埋在地下骨骼中的DNA有特定的速度衰减。哥本哈根大学研究人员通过对158块含有DNA的腿骨进行检测后确定,DNA的半衰期为521年。也就是人死亡521年之后,骨骼中一半的核苷酸连接会被破坏。如果遇有意外情况,所埋遗骨沉降于淤泥中或地壳运动板块沉降使遗骨被快速封闭压实成型,则可能形成化石,骨中DNA的存在时间就会更长。
据国外媒体报道,科学家从一根大腿骨里获得了世界上最古老人类高度降解的DNA片段,经推算这个人类祖先生活在大约40万年前。科学家借用现代科技给这些高度降解的远古DNA片段排序,仅用两克骨粉就重现几乎完整的线粒体基因组,研究成果在《自然》杂志上发表。在真实的环境中,不同的温度、水分、微生物侵蚀以及其他不可控元素影响着尸骨中DNA存在的时长。
化石中的DNA是如何提取的?DNA在自然情况下可以保存多长时间?
DNA是遗传信息的载体,现代考古学可以通过对古代人类化石中DNA的提取来研究人类的进化史。然而,科学家能够从化石中提取出DNA吗?生物死去并变成化石后,其中的蛋白质等有机分子就会分解,剩下的就只是矿物质。古生物学的传统理论认为,化石中有机物的保存年限不超过10万年。然而,美国科学家、古生物学家玛丽·施韦策等人,从美国洛基山博物馆保存的6800万年前的霸王龙腿骨化石中提取到了软组织。
经过一系列脱矿物质处理后,剩下的软组织柔软、透明、富有弹性,在显微镜下甚至可以看到血管和细胞结构。这一发现,是对传统理论的挑战,给古生物研究带来新的悬念。这些软组织中如果确实含有一些原始的物质,就能够从中发现有关信息。 中国科学家提出质疑:内部DNA很难测定。生物死亡之后,身体的生理机能全部停止,细胞中的酶会开始分解DNA中的核苷酸之间连接,环境中的微生物也会加快分解的速度。
连接分解最主要的影响因素是水分。 以白垩纪晚期的恐龙化石为例,一般属于动物硬体化石,像恐龙这样如此久远的动物,它的肌肉、皮肤等只有在特定条件下(成为木乃伊)才可能保存下来。保存的结缔组织、软骨组织等在漫长的演化过程中,内部的DNA已经很难测定。生物知识告诉我们,如果有DNA被提取出来,其片断很有可能是线粒体DNA,即细胞质DNA。
而细胞核中得以DNA才是生物体遗传信息的主要载体,细胞质中的DNA只能表达部分遗传信息。另外,DNA也有一个半衰期。哥本哈根大学的科学家通过对158块含有DNA的腿骨进行检测之后确定DNA的半衰期为521年。即是说,生物死亡521年后,骨骼中一半的核苷酸连接被破坏。以此类推算核苷酸连接全部断裂的时间。
在实际环境中,温度、湿度和微生物也会影响其半衰期。大约150万年后,很难提取DNA序列。即使提取了一些片段,也没有参考价值。这一结论对化石中DNA的研究也有一定的参考价值。关于DNA提取的方法。目前最常用的方法是萃取法(这是一种提取微量物质的常用方法)。基本原理是某些物质可以吸附DNA分子。