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鸡的祖先是恐龙:科学家创造恐龙鸡即将诞生

  

   鸡的祖先是恐龙
  
  
  美国哈佛大学和耶鲁大学组成的科学小组研究发现,鸡是数百万年前恐龙的进化体。
  
  
  据悉,该研究小组花了8年时间为鸡和恐龙化石的DNA作对比,其中一位科学家表示:“我们实验的目的是进一步研究恐龙演化过程中的基因分子,而不是仅仅为了创造出一个‘恐龙鸡’。”
  
  
  对于普通人来说,他们只想了解侏罗纪时期的恐龙是如何演变成今天成千上万种鸟类的。然而,科学家的这些DNA实验仅仅停留在胚胎研究阶段,还没有达到解密的深度,也不会产生另类的无喙鸡

 恐龙鸡即将诞生:科学家设法创造一个拥有恐龙一样口鼻的鸡胚胎

    恐龙鸡即将诞生:科学家设法创造一个拥有恐龙一样口鼻的鸡胚胎
  
  
  据ETtoday:6500多万年前,据信有一颗小行星撞向地球。冲击力摧毁了大量的物种,包括几乎所有的恐龙。一群恐龙设法在灾难中幸存。今天,我们称它们为「鸟」(Birds)。
  
  
  19 世纪以来,科学家们即从「始祖鸟」(Archaeopteryx)的化石发现,鸟类是从恐龙演化而来的。它们有翅膀和羽毛,但它看起来也很像一头恐龙。更多最近发现的化石,也证明了这些相似点。
  
  
  早期的鸟类跟现在的品种有很不一样的地方,尤其是它们没有喙,却有像它们那些恐龙祖先的一样口鼻部(snout)。BBC及Live Science网站报导,为了弄清楚它们是怎样转变过来的,一支研究团队篡改了鸡喙(beak)形成的分子过程。
  
  
  方法是设法创造一个拥有恐龙一样口鼻的鸡胚胎:就像有羽毛的恐龙「伶盗龙」(Velociraptor)那样。上述研究结果发果发表在《演化》(Evolution)杂志上。
  
  
  团队的研究目的是要了解鸟喙是如何演化出来的,因为它是鸟体结构的重要组成部分,是它们存活下来的重要关键。

  
  由美国哈佛大学及耶鲁大学组成的这支科学团队,花了8年时间为鸡和恐龙化石的DNA作对比,其中一位科学家表示:「我们实验的目的是进一步研究恐龙演化过程中的基因,而不是仅仅为了创造出一只『恐龙鸡』(chickenosaurus)。」
  
  
  他接着说:「对于普通人来说,他们只想了解侏罗纪时期的恐龙是如何演变成今天成千上万种的鸟类。然而,科学家们这些DNA实验仅仅停留在胚胎研究阶段,还没有达到解密的深度,也不会产生另类的「无喙鸡」。」
  
  
  美国着名的古生物学家霍纳(Jack Horner)之前则表示,古生物学家普遍认为,现有的家禽鸡是从一种史前肉食恐龙进化而来的,因此家禽鸡的DNA中包含着恐龙的基因记忆。一旦这个基因记忆被「打开」,就将复苏家禽鸡处于长期睡眠状态的「恐龙特征」。
  
  
  因此,如果能设法透过「逆向基因工程」技术唤醒鸡胚胎中沉睡的「恐龙基因」,让家禽鸡繁衍的后代逐渐「退化」,就能创造出一种一半像恐龙、一半像鸡的生物:「恐龙鸡」。

 

科学家计划依靠基因技术用鸡胚胎复活史前恐龙


 

 

  此项研究让鸡长出恐龙的骨骼
  
  
  据国外媒体报道,加拿大蒙特利尔麦基尔大学古生物学家汉斯·拉尔森(Hans Larsson)计划依靠基因技术,用鸡胚胎“复活”灭绝了6500万年的恐龙,以此证明禽类是恐龙的直接后代。拉尔森说,他正在开展一项实验,让鸡的骨骼呈现出禽类曾经有过,但数百万年前就已经消失的恐龙骨骼特征。
  
  
  拉尔森在一次面谈中告诉法新社记者称,他相信在鸡胚胎发育过程中,如果对其基因进行控制,就可以使之长出恐龙骨骼。
  
  
  部分专家认为,尽管现在还处在试验初期,人类很有可能在将来孵化出史前动物。拉尔森表示,出于伦理和现实方面的原因他暂时还没有孵化出史前生物的计划,现在所做的工作只是想表明生物的进化过程。此前10年,拉尔森一直致力于禽类进化研究。拉尔森说:“如果我能够清楚的证明禽类可以长出恐龙的骨骼结构,那么又有证据表明禽类是恐龙的直接后代。”拉尔森还说:“我和美国著名古生物学家杰克·霍纳(Jack Horner)进行了有益的探讨,从而得到实验的灵感。 ”霍纳是侏罗纪公园系列电影的技术顾问。最近,霍纳写了一本《怎样复活恐龙》的书,在书中霍纳指出 ,鸡胚胎实验有望孵化出“恐龙鸡”(chickenosaurus)。
  
  
  之前,拉尔森领导的研究小组致力于探寻史前动物化石,已经找到8种不知名的恐龙化石,并在尼日尔找到5种新的肉食类恐龙化石。最近,在阿根廷也找到1种肉食性恐龙的化石。
  
  
  据悉,拉尔森的这项研究由加拿大自然科学与工程委员会以及《国家地理》杂志等机构资助

 

 

  “恐龙鸡”揭示鸟嘴进化
  
  
  生物学家通过改造构建鸡喙的分子,制造了具有恐龙样脸庞的鸡胚胎。
  
  
  该研究联合领导者、芝加哥大学古生物学家bhart-anjanbhullar表示,5月12日发表于《进化》期刊上的研究,目标并非设计出一群混血的“恐龙—鸡”或复活恐龙。他提到:“我们从未想过复活真正的恐龙鸡或此类动物。”该研究小组只是希望确定在1.5亿年前,恐龙进化成鸟类时,口部是如何变成鸟嘴的。
  
  
  从恐龙到鸟类的过渡是散乱的,鸟类与其食肉恐龙祖先之间没有明显的解剖学上的区别特征。但在鸟类进化的早期阶段,形成恐龙和爬行动物口部的孪生骨骼——前颌骨,长得更长,并连接在一起,形成了现在的鸟喙。“与其他爬行动物口部的两个小骨头不同,它融合成了一个单一结构。”bhullar说。
  
  
  为了更好地理解这些骨头是如何开始融合的,bhullar和哈佛大学进化生物学家arhatabzhanov领衔的研究小组分析了鸡和鸸鹋喙部以及短吻鳄、乌龟和蜥蜴口部的胚胎发育,他们推断爬行动物和恐龙的口部也是以相同的方式从前颌骨发育而来的,而相关发育途径在鸟类进化过程中发生了变化。
  
  
  该研究小组还发现,协调面部发育的两种蛋白质fgf和wnt,在鸟类与爬行动物胚胎中的表达并不相同。在爬行动物中,这些蛋白质在两个会变成面部的小区域十分活跃。相比之下,这些蛋白质表达在胚胎相同区域的大面积环状带上。bhullar将fgf和wnt活性变化假设为鸟喙进化的关键因素。
  
  
  为了验证该想法,研究小组添加了生化药剂,阻断了鸡蛋中两类蛋白质的活性。他们没有孵化鸡蛋,而是识别了待孵化小鸡的面部特征。这些小鸡要长出喙部的部分覆盖着一层皮肤,因此区别并不明显。bhullar表示:“只看面部,你会以为它是喙,但看骨骼,你就会很困惑。”
  
  
  在一些胚胎中,前颌骨部分融合,也有一些两块骨头完全分离且更短。该研究小组制作了小鸡颅骨的数据模型,并发现与未处理的小鸡相比,这些骨头更类似早期鸟类,例如始祖鸟和迅猛龙等 

 

美国古生物学家研究用鸡DNA复活恐龙

据国外媒体报道,2009年,世界知名的古生物学家杰克·霍纳(Jack Horner)宣布了一项大胆的计划,提出要从恐龙的后裔——鸡的身上获取源自恐龙的古老DNA(脱氧核糖核酸),然后重新复活一只小型恐龙。 他还在 2011年做了一个TED演讲,在网络上引起了广泛关注。不过,在过去四年里,公众并没有听说有什么新的进展。

左为史密森尼自然历史博物馆的马修·卡拉诺,右为古生物学家杰克·霍纳。霍纳希望利用从鸡身上提取的DNA复活一只小型恐龙。

古生物学家杰克·霍纳认为,通过基因工程的方法,我们能复活一种小型恐龙,他称之为“鸡恐龙”。

在  互联网上新的视频和想法推陈出新的时候,霍纳及其团队也在努力研究“鸡恐龙”(chickenosaurus,由鸡和恐龙两个英文单词组合而成)项目,并推动了演化发育科学的发展。目前,这一项目已经获得了一些有关胚胎尾巴发育方面的新进展。
  
  
  在主流科学界,鸟类由恐龙演化而来已经成为共识。长期以来,古生物学家一直在研究恐龙和鸟类的骨骼结构变化。与此同时,分子生物学家也对现代鸟类的基因进行了研究。通过整合这些研究的成果,杰克·霍纳希望能回答有关恐龙到鸟类演化过程的问题。目前,霍纳在美国蒙大拿州博兹曼市的洛矶山博物馆担任古生物馆馆长。
  
  
  杰克·霍纳的理论基础可以参考迈克尔·克莱顿(Michael Crichton)的小说《侏罗纪公园》(后来拍成了电影,轰动一时)。小说中,科学家从保存于琥珀中的蚊子体内,提取出了未消化的恐龙血液,从而获得了恐龙DNA。这种方法至今还被许多人信以为真,事实上科学家也的确这样尝试过。
  
  
  杰克·霍纳也很清楚“侏罗纪公园”的理论,他不仅是电影中一个主角的原型,同时也是这部电影的技术顾问之一。不过,在原著小说出版24年之后,我们还是没能从蚊子体内提取到任何同时期恐龙的DNA。
  
  
  即使在理想的保存条件下,DNA也会逐渐降解。在低温、无菌条件下,DNA的可用寿命可以延长到数百万年,而恐龙消失的时间是大约6500万年前。无论我们在琥珀中找到的蚊子多么完好,也无法从蚊子体内的血液中获得足够克隆恐龙的DNA。
  
  
  唯一使DNA在数千万年后仍能保存下来的方法,是它自身不断地复制、遗传。这正是鸟类从恐龙演化而来的过程。
  
  
  显而易见的选择?
  
  
  鸡看起来似乎并不是最适合用来复活恐龙的现代鸟类。鸵鸟是现生鸟类中最为原始的成员;沙丘鹤在大约一千万年时间里几乎没有变化;有一种名为麝雉的鸟类,其雏鸟在长出羽毛之前,具有类似恐龙的爪子,能用来攀爬树枝。不过,鸵鸟、沙丘鹤和麝雉显然很难在实验室中进行操作。相比之下,鸡是一种高度驯养的家禽,很容易照料,而且成本低廉。
  
  
  选择鸡作为实验材料,使科学家也能从几十年来有关鸡基因组和解剖学的研究中获益。由于鸡的经济价值,科学家在它们身上进行了大量的研究。家禽科学已经成为一个庞大的领域,拥有创刊多年的学术杂志,在一些有名望的大学中还有一整个学系。
  
  
  基因组的演化并不是那么井井有条。老的基因在被淘汰时并不总是被丢弃。举个例子,在鸡的基因组中可能还保留着控制恐龙手臂和手指生长的全部基因。如果在胚胎发育阶段,出现了将这些骨头融合成翅膀的基因,那么有关手臂和手指的基因可能就会被丢到一边。不过,生长出恐龙手臂的潜力依然存在。如果能够找出导致指骨融合的新基因,并阻止它的表达,那被丢到一边的基因就有可能获得表达的机会,重新长出手臂来。
  
  
  杰克·霍纳坚信,通过3个主要的基因工程任务,他将把普通的鸡改造成缩小版的伶盗龙(velociraptor,由于《侏罗纪公园》而被人熟知的一种小型掠食性恐龙)。这种“鸡恐龙”的形象包括:长长的尾巴;较长的牙齿;不长喙的头部;以及取代翅膀的长有指节和爪子的前臂。
  
  
  科学家已经培育出了长有牙齿的吻部。在哈佛医学院的实验室中,马修·哈里斯(Matthew Harris)让鸡胚表达出了古老的基因,长出了圆锥形,类似鳄鱼的牙齿。科学家认为,这项研究的意义不仅仅是造出活生生的新动物,事实上,它还具有影响医学研究的潜力。
  
  
  “我们在问:‘那些控制性状产生的基因方法是什么?’”哈里斯说,“在7000万年之后,动物体内还保留着一些隐藏机制,能生成这些初级阶段的牙齿。如果情况真的如此,那在其他动物或者我们自己的体内,是否还存在着其他的隐藏潜力?这些潜力如何转化为用于身体修复和医药上的方法呢?”
  
  
  杰克·霍纳的团队将以哈里斯的工作为基础,但还需要结合转基因的工作。转基因技术可以把某个生物体的基因转入另一个生物体的基因组中。“我们已经能获得牙齿,但鸟类已经缺失了生成珐琅质的基因,”霍纳说,“为了长出真正的牙齿,我们必须做一些转基因的工作。我们要使它们能重新生成珐琅质。实际上这并不是太大的问题。”
  
  
  “手指或许是最容易处理的部分,”霍纳说道。事实上,对鸡翅膀的X光扫描发现,小型恐龙的手臂中也具有同样的骨骼——所有的“部件”都已经存在。
  
  
  截至目前,制造“鸡恐龙”最大的挑战是如何生成尾巴。现代鸟类在羽毛下面并没有尾巴。它们具有一个复杂的尾综骨,由短而融合在一起的脊椎组成,与肌肉相连,可以对尾羽的活动进行控制。
  
  
  想要将尾综骨逆向转化为长长的尾巴,需要知道尾综骨最初是怎么演化出来的。这个问题直到最近都还没有确切的答案。杰克·霍纳和同事近日发表了一篇论文,揭示了在老鼠中出现的23种不同的突变,能导致融合、变短的尾巴。实际上,他们试图在实验室中重现化石记录的历史。
  
  
  在胚胎吸收(resorbtion)过程之前,鸟类胚胎依然会长出类似恐龙的尾巴。了解壁虎胚胎中导致尾巴结构没有被吸收的原因,或许可以帮助科学家在鸟类胚胎中保留住尾巴。“利用遗传标记,我们鉴定出了生成特定部分的那些基因,以及哪些基因控制着这些特定部分被吸收,”霍纳说,“我们正在寻找哪些基因会把整段尾巴去掉。下一步,我们会找来一群壁虎,看是否能利用这些路径,把壁虎的尾巴去掉……我们很确定,我们在老鼠中发现的尾巴基因也能在这里发挥作用。”
  
  
  “可怕的怪物”
  
  
  马修·哈里斯对制造“鸡恐龙”的想法持怀疑态度。
  
  
  “只因为你能做这个实验,并不意味着你应该做这个实验。什么才是我们应该回答的科学问题呢?杰克·霍纳的问题是:‘你能否制造出某些已经消失的东西’?这是一个错误的问题。如果你能做到这些,你会获得什么?从技术上说,你将得到一只乱七八糟的鸡。它不是一只恐龙,也永远不会是一只恐龙。它将会是一只真正的可怕的怪物。我们应该问的是:了解鸟类的历史,鸟类的生物学中有哪些有趣的部分,可以告诉一些我们有关恐龙的信息?”
  
  
  杰克·霍纳并不同意有关“鸡恐龙”恰当性的观点。他说:“我认为我们可以在胚胎中达成一系列的改变,从而获得能孵化出来,能活到正常寿命,能吃能动并功能正常的动物。”
  
  
  不过,霍纳和哈里斯都认为这项研究可能为科学和医学带来益处。研究影响胚胎尾巴生长的因素可以为脊椎疾病的治疗提供帮助。了解鸡胚胎间充质组织(一种未分化的结缔组织,其细胞能发展成淋巴组织、骨头组织和软骨组织)如何指导牙齿的生长,可能最终会应用于人类肉瘤(来源于间充质组织细胞的肿瘤)的治疗。
  
  
  与所有小型恐龙一样,鸡恐龙也会具有羽毛。在这一点上,《侏罗纪公园》出现了错误,不过电影的特效制作者对杰克·霍纳做出了补偿。乔治·卢卡斯为“鸡恐龙”项目迄今为止的开销提供了大部分的资助。
  
  
  “如果10年内没有制造出它们,我会感到非常奇怪,”霍纳说,“如果幸运的话,我们可以在五年内得到它们。(我们不会需要)超过500万美元。如果我们真的有500万美元,那我们就会有三个不同的实验室一块来做这一项目。”
  
  
  用比《侏罗纪公园》的特效低得多的成本,杰克·霍纳或许能成功地为我们带来一只活生生的恐龙。

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