100多万年前的猛犸象牙齿中发现最古老DNA

1. 100多万年前的猛犸象牙齿中发现最古老DNA

 这是100万年前的西伯利亚草原猛犸象，它们具有很多适应低温的基因，这些基因帮助后来的真猛玛象繁衍生息。最近，科学家对目前最古老的DNA进行了测序，这幅画根据新掌握的知识绘制而成。
   绘制：BETH ZAIKEN, CENTRE FOR PALAEOGENETICS
     
   撰文：MICHAEL GRESHKO
     
   　　科学家对迄今为止最古老的DNA进行了测序，突破了古代基因组研究中的标志性界限，为研究已灭绝的冰河时代的北美巨兽（哥伦比亚猛犸象和真猛犸象）的进化，打开了一扇崭新的窗户。
     
   　　这项研究不太可能为我们带来了类似《侏罗纪公园》的大片，也不是科学家首次对猛犸象的基因组进行测序，至于复活猛犸象更是遥遥无期。事实上，这次研究的对象是100多万年前的DNA，它为快速发展的古代DNA研究树立了一个里程碑，几乎把最古老的基因组测序记录翻了一番。研究结果发表于2月17日的《自然》杂志。
     
   　　DNA来自猛犸象的3颗臼齿；20世纪70年代初，俄罗斯古生物学家、猛犸象研究领域的传奇人物Andrei Sher发现了这些臼齿。研究人员估计，这3颗牙齿中，最年轻的一颗来自50万至80万年前，另外两颗则来自100万至120万年前。第二古老的测序DNA来自加拿大育空地区近70万年前的马化石。
     
   　　“可以这么说，从进化的角度来看，打破100多万年这个魔法屏障相当于打开了一个新的时间窗口，”研究首席著者Tom van der Valk说。他是乌普萨拉大学的生物信息学家，在瑞典斯德哥尔摩古遗传学中心进行了研究。
     
   　　研究结果为科学家了解北美猛犸象的进化过程，增添了惊人的细节。首先，牙齿中的古代DNA有力地证明，北美猛犸象的主要类型之一哥伦比亚猛犸象是杂交种，出现在40万至50万年前。之所以得出这个结论，是因为研究中更古老的DNA神奇地出现在了这个杂交种之前。“在研究脊椎动物这样的高阶生物时，对物种的取样一定是在它出现之后，”研究合著者、古遗传学中心的遗传学家Love Dalén说。
     
   　　DNA记录可追溯的时间越久远，科学家就越能了解进化过程。这项研究的成功也意味着，理想状况下，科学家可以更深入地研究进化过程，甚至追溯到几百万年前，研究著者说。（比这更早的话，DNA会被分解得太小，无法重组。）
     
   　　对牙齿的研究始于2017年，当时古遗传学中心收到了俄罗斯科学院寄来的牙齿样本。在遗传学家Patrícia Pečnerová的带领下，研究团队身穿防护服（经历了新冠疫情的人对这种防护服不会陌生），从每个样本研磨出50毫克骨粉。然后，Pečnerová用一系列化学溶液，小心地从每一撮粉末中提取少量DNA；DNA集中在胡椒大小的液滴里。Pečnerová现在是丹麦哥本哈根大学的博士后研究生。
     
   　　“基本上我就像在茧里，戴着口罩和面罩，尽量减少污染，”Pečnerová说：“防止一个（人类）细胞落入试管”，毁掉样本。
     
       
   　　经过几周的运算，研究团队可以准确识别短至35个碱基对的猛犸象DNA片段，并把它们绘制到拥有超过30亿个碱基的基因组中。
     
    DNA序列的惊喜 
     
   　　这项新研究已经解释了北美猛犸象是如何进化的。令研究人员震惊的是，新研究的DNA序列非常古老，甚至早于哥伦比亚猛犸象的出现，这让科学家对猛犸象的进化过程有了新的理解。哥伦比亚猛犸象是北美洲主要的两类猛犸象物种之一。
     
   　　150万年前，欧洲和亚洲草原猛犸象的亲戚从西伯利亚出发，穿过如今被白令海峡覆盖的大陆桥，抵达北美洲。这些新移民成为了后来的哥伦比亚猛犸象。大约10万年至20万年前，北美洲的猛犸象主要分为两类：北方的真猛犸象和远在南方墨西哥的哥伦比亚猛犸象。研究人员还从过去的基因分析中得知，这两种猛犸象曾杂交。
     
   　　一直以来，古生物学家凭借猛犸象独特的上臼齿，来区分不同物种。根据猛犸象的牙齿化石，传统上，古生物学家推测大约150万年前出现在北美洲的猛犸象是哥伦比亚猛犸象。然而，虽然化石记录显示出一种连续性，新DNA研究中的遗传记录却出现了一些变化。
     
   　　新研究中的两个猛犸象基因组属于后来的真猛犸象谱系，但三颗牙齿中最古老的那颗（发现地点位于克列斯托夫卡河附近，科学家据此称之为“克列斯托夫卡”）似乎属于一个之前未知的基因谱系。大约150万年前，这个谱系从包含了另外两颗牙齿的基因谱系中分离了出来。
     
      在西伯利亚东北部的弗兰格尔岛，有时永久冻土中会出现真猛犸象的象牙。弗兰格尔岛是猛犸象最后的避难所之一，一些猛犸象一直存活到公元前2500年，这里因此成为猛犸象DNA的发现地。
   摄影：LOVE DALÉN
     
   　　Van der Valk的团队对比了神秘的猛犸象基因组和之前测序的哥伦比亚猛犸象DNA，得出了一个惊人的结论：哥伦比亚猛犸象于40万年至50万年前出现，是克列斯托夫卡猛犸象和西伯利亚真猛犸象之间的杂交种。这发生在西伯利亚、北美洲或白令陆桥（即把两者连接起来的大陆桥）的某个地方。
     
   　　大约20万年前，北美洲发生了第二次杂交事件，哥伦比亚猛犸象从真猛犸象身上又获得了11%到13%的基因组。到1.2万年前，哥伦比亚猛犸象灭绝时，它们的基因组约五分之三来自真猛犸象，另外五分之二则可以追溯到神秘的克列斯托夫卡猛犸象，我们只能从一颗牙齿里的DNA了解这种猛犸象的信息。
     
   　　研究还显示了早期猛犸象如何适应严寒。在之前对古代DNA的研究中，科学家已经深入探讨了真猛犸象在低温环境中繁衍的基因细节。但真猛犸象忍寒能力背后的很多基因变异，首先出现在更早的猛犸象身上。新研究发现，早在100多万年前，真猛犸象超过85%的变异就已经存在于祖先表亲西伯利亚草原猛犸象身上了。
     
   　　根据化石证据，100万年前，猛犸象已经生活在高纬度地区，因此这些巨兽适应寒冷的气候不足为奇。然而，这项研究提供了一个独特的视角，观察它们的适应过程。猛犸象似乎以稳定的速度进化出了适应寒冷气候的基因突变，而非一蹴而就。
     
    DNA中的细节 
     
   　　古生物学家表示，发现哥伦比亚猛犸象是杂交种这一点，将促使科学家进一步重新评估北美猛犸象化石记录。
     
   　　最近一项研究对比了猛犸象牙齿化石与基因谱系，发现不同猛犸象的牙齿并非完全相同；在整个北美洲，各地区猛犸象牙齿的形状和排列很大程度上是重叠的。新研究也强调了这一点：50万年前后，北美猛犸象的牙齿化石没有特别大的变化，虽然哥伦比亚猛犸象身上的基因变化是巨大的。
     
   　　“没有遗传学，我们通常看的是形态或形状变化；而没有这些形状变化，我们就无法记录物种的变化，”得克萨斯州韦科猛犸象国家保护区的古生物学家Lindsey Yann说：“有了基因方面的分析后，我们就可以把它们分离开来，有数据作为支撑。”
     
   　　研究合著者Adrian Lister是伦敦自然 历史 博物馆的古生物学家，也是世界上首屈一指的猛犸象研究专家。他认为，这项研究还突显了未解决的难题：如何在缺失DNA的情况下，定义北美猛犸象的牙齿。从遗传学角度来说，如果哥伦比亚猛犸象直到40万年至50万年前才出现，那么古生物学家如何定义看起来一模一样、更古老的猛犸象牙齿？到目前为止，还没有人发表关于50多万年前北美猛犸象牙齿的DNA研究。
     
   　　Dalén说，为了解开更多的谜团，他和同事希望把破纪录的技巧运用到北美猛犸象的牙齿上。研究团队已确认了一颗来自加拿大的50万年前的猛犸象牙齿，还有一颗20万年前可能来自真猛犸象的牙齿，这些或将成为未来测序的候选对象。
     
   　　现在，科学家突破了100万年的界限，假以时日，科学家可以揭开那些更古老的DNA隐藏的秘密。“这是一个很重要的问题，”Dalén说：“根据已有的数据，我认为，如果有好的标本，再向前推进到200万年相对容易。”  （译者：Sky4）

2. 考古挖出1.5万年的猛犸象骨头，它们消失与人类有关吗？

考古挖出1.5万年的猛犸象骨头，它们消失与人类是有关系的。就是因为人类对大自然的破坏和污染，使得温室效应变得越来越严重，那么冰川容易，南北极温度升高。猛犸象本来就是生活在冰河时代的，必须在低温的环境生活，但是随着温度的升高，地球上面就没有适合猛犸象生存的空间了。

于是这些猛犸象被迫就要不断的迁徙，但是在迁徙的过程中由于栖息地减少，再加上没有足够的食物，有不少的猛犸象在迁徙的过程中就会死亡。其次猛犸象在迁徙的过程中就会被迫分散开来，那么所剩不多的猛犸象就会形成多个小组群四处迁徙。大部分一个家族的猛犸象会聚集在一起，那么这些猛犸象的繁衍就成了问题。

大部分的猛犸象都是一个家族一起迁徙，所以说如果要繁衍的话就只能近亲繁衍，那么带来的问题就是基因变异，猛犸象很可能会出现身体残疾和有缺陷的后代，那么很快猛犸象就会无法继续繁衍，无法繁衍就会导致猛犸象最终消失。
同时由于猛犸象的象牙非常的珍贵，在文玩市场非常的有价值，因此猛犸象牙的价格也被炒的很高，既然猛犸象牙有市场，自然就会吸引狩猎的人了。因此有不少的猛犸象也死在了人类的手上，就是为了夺取它的象牙罢了。

所以说猛犸象的消失其实跟人类或多或少还是有关系的，有一部分的猛犸是直接死在人类的手里，有一部分也是间接的因为人类破坏了大自然的环境而导致灭绝的。因此人类的活动其实对自然界很多的动物都是有影响的，污染环境看似是小事，但是其实会危害很多的物种，因此环保一定要引起注意。

3. 猛犸象的考古发现

 随着全球气候变暖，俄罗斯北部永冻层冰雪逐渐消融，致使一些先前被掩藏在冰层下的猛犸象尸体陆续“出土”。苏联西伯利亚北部及北美的阿拉斯加半岛的冻土层中，都曾发现带有皮肉的完整个体。苏联的古生物学家在西伯利亚永久冻土层中竟然发现了一头基本完整的猛犸象，它的皮、毛和肉俱全。发现它时，它的嘴里还沾有青草，可能是吃草时不小心掉进了冰缝中，经过了1万年自然“冰箱”的保存。发现这头象不久，在苏联召开了有关会议，与会代表不但见到了它出土的照片，还亲口品尝了它身上的肉。2011年8月，俄罗斯东西伯利亚地区萨哈共和国境内的永久冻土中出土了猛犸象的大腿腿骨并发现了保存完好的骨髓。自20世纪90年代后期起，为复活约1万年前已灭绝的猛犸象而展开不懈研究的日本科学家对此表示期待称：“骨髓的发现提高了复活猛犸象的可能性。” 2012年4月，俄罗斯西伯利亚雅库特地区发现了一具幼年猛犸象尸体。这头生活在10000多年前的猛犸象在冰雪的覆盖下，保存地几乎很完美，眼睛、脚掌和体内器官都在原来的位置上。不过，它的背部有割痕，脊椎上的几根骨头、头颅、肋骨和骨盆被割掉。所幸的是，它的颅骨在附近被找到。科学家称，从割痕来看，这头猛犸象很可能被史前人类猎杀。科学家发现，这头猛犸象死时最多只有三四岁。2012年6月，考古学家发现一个罕见的长毛猛犸象墓地，里面至少有5头巨型猛犸象残骸。这些专家认为几万年前这种和现代大象有血缘关系的巨大动物生活在塞尔维亚地区。在下沉到地下约20米处的露天煤矿进行挖掘时意外发现了这些猛犸象残骸。克拉奇表示这个猛犸象墓地在沙地上延伸了20多英亩。 2012年8月，俄罗斯11岁男孩叶夫根尼·萨林德尔在俄罗斯泰梅尔半岛北部发现一具保存良好的猛犸象尸体。这头猛犸象15至16岁时死亡，距今大约3万年。这头猛犸象以萨林德尔的昵称“热尼亚”命名，由于保存良好，被称为“世纪猛犸象”。2013年05月，一支由俄罗斯科研人员组成的探险团队早些时候在北冰洋一座岛屿上发现一具雌性猛犸象尸体。科学家判断，这头猛犸象年龄大约为60岁左右，死亡时间大约为1万年至1.5万年前。这是全球第一次发现雌性猛犸象尸体。2014年5月，美国德州的一个农民马蒂-麦克尤恩在田间挖地时偶然发现了一具有2至6万年历史的猛犸象遗骨。古生物学家推断其为一头身高为2.7米的雌象。被发现时，这具遗骨还拥有完整的头骨、肋骨、下颔骨，完整性高达90%只是缺失了部分腿骨。 2014年10月28日，俄罗斯莫斯科展出长毛象YUKA。实体长毛象YUKA遗骸冰封在西伯利亚永冻层长达39000年，是全球第一头完整出土的幼年雌象，四肢完整，带有毛发，还保有完整的大脑组织。  2013年6月，一支俄罗斯古生物学家小组在西伯利亚中部北冰洋沿岸的利亚霍夫群岛发现了猛犸象血液冰冻样本，显然这个发现使得科学家燃起了克隆猛犸象的想法，这种冰河时代的巨兽可能将重新进入我们的世界。探索小组的领队Semyon Grigoriev认为这只猛犸象的下半部分身体几乎完全被冰冻住，当地的温度降低至零下10摄氏度，大约为华氏14度左右，研究人员正围绕着这只猛犸象尸体进行发掘，令人吃惊的是，当敲打到冰面下方的肢体时，猛犸象冰冻的血液融化成了液态。 美国宾州大学分子生物学家斯蒂芬·舒斯特认为获取猛犸象的血液样本可能也无法克隆这种动物，血红细胞中不含DNA，不论我们发现的是猛犸象的骨骼还是牙齿样本，还是发现的血液样本，似乎对克隆项目而言没有多大的贡献。密歇根大学古生物学家丹尼尔·费舍尔称猛犸象的血液中可能存在冰融水或者其他液体，DNA分子几乎可以肯定处于高度退化的状态，永远不可能获取那些残存下来的遗传序列。 2012年8月份，一支国际研究小组在俄罗斯东部雅库特偏远地区的永久冻土猛犸墓地中发现奇特的物质，俄罗斯东北联邦大学猛犸博物馆主管谢苗·戈里格伊夫称，发现的物质包括：猛犸软体脂肪组织、毛发和骨髓。更为重要的是，这项最新研究还首次发现猛犸“活细胞”，科学家对这些细胞非常感兴趣，相比之下冷冻细胞中的DNA已被破坏，克隆工作需要完整的动物DNA结构。这些完好的猛犸组织保存在地下100米深处，很可能在永久冻土地带中保存已有1万年以上。一支国际研究小组认为这些猛犸“活细胞”可用于克隆复活猛犸，同时，这项猛犸考古研究更进一步地增强了来自不同国家科学家之间的合作。 猛犸象体形与现存的亚洲象相似，身上长有细密长毛。一些科学家说，如果能够找到猛犸象存活细胞，或许存在让这种史前巨兽“重返地球”的可能性。 2014年11月27日，一副冰河时代猛犸象头骨在英国西萨塞克斯郡拍卖，最终以30万美元的价格落槌。被拍卖的猛犸象头骨长5.5米，由超过150块骨头组成。这些骨头数十年来一直维持四散状态，为了拍卖，最近才被组装起来。在加上弯曲的象牙后，这副头骨才算完整。据信，该头骨是一头雄性猛犸象的头骨。这头公象生活在约5万年前，它活着的时候可能重达6吨。

4. 破纪录！科学家提取165万年前猛犸象DNA，此举具有什么意义？

非常有利于古生物的研究近日，生物科学发生了一件非常重大的新闻，那就是科学家成功提取165万年前猛犸象DNA。这引起了社会的广泛关注与议论。猛犸象（Mammuthus primigenius），又名毛象（长毛象），是脊索动物门，脊椎动物亚门，哺乳纲，真兽亚纲，长鼻目，真长鼻亚目，象科，猛犸象属的一种适应寒冷气候的动物。曾经是世界上最大的象之一，在陆地上生存过的最大的哺乳动物之一，其中草原猛犸象体重可达12吨。它是冰川世纪的一个庞然大物。而在当地时间2月17日，国际权威学术期刊《自然》刊发了这一最新发现。科学家从1970年代挖掘的一组猛犸象牙齿样本中提取出DNA，并鉴定出一种新的猛犸象物种，该物种的后代在美洲一度繁衍壮大。这样的事件发生，瞬间惊动了整个学术界，这也打破了提取古生物DNA的最古老记录。
一.有利于研究生命的起源
这样的科学事件发生，是令人非常兴奋的。这一研究工作打破了最古老DNA提取纪录，此前测序的最古老的DNA可追溯到78万至56万年前。这也意味着，我们现在的古生物研究技术已经得到了非常好的发展了，有利于我们对古生物的进一步研究，同时也对我们研究生命的起源有着非常重大的意义。
二.有利于研究生物进化
通过这个DNA的提取，科学家们将可以更好的研究生物的演变过程，让我们对自然界的生物进化得到更加进一步的了解。
三.有利于发现生物多样性
165万年前猛犸象DNA的发现，也将意味着我们现拥有的生物DNA库将进一步得到补充，让科学家们可以更好的研究生物的多样性。

5. 科学家从哪里提取出165万年前猛犸象DNA？

科学家从165万年前猛犸象牙齿中提取了DNA。
近日科学家在一项新研究中宣布，发现了世界上最古老的DNA，来自一种之前未知的猛犸象遗传谱系，已有100多万年的历史。
这项研究成果发表在2月17日的英国著名期刊《自然》（Nature）上。研究人员从埋在西伯利亚永久冻土层中的猛犸象牙齿中提取DNA，分析了三只古代猛犸象的基因组。其中一个基因组可以追溯到165万年前。
研究称，提取出DNA的草原猛犸象标本是从其他西伯利亚猛犸象中分离出来的，是更广为人知的长毛猛犸象祖先。
该研究的主要作者、斯德哥尔摩古遗传学中心进化遗传学教授洛夫·达伦（Love Dalén）表示：“这个DNA非常古老。这些样本比维京人的遗骸还要古老一千倍，甚至早于人类和尼安德特人的存在。”

扩展资料
研究猛犸象DNA的意义
实际上，猛犸象最初并非就是毛茸茸的猛犸象，大约100万年前还没有长毛猛犸象。古代草原猛犸象是长毛猛犸象的前身，科学家们认为它们来自欧洲的一个物种，早于长毛猛犸象和哥伦比亚猛犸象。哥伦比亚猛犸象是北美的一个物种。
科学家说，DNA正在帮助厘清猛犸象的遗传史，以及它们是如何在世界各地迁徙和进化的。此外，这项研究还为猛犸象适应寒冷气候的时间和速度提供了新的见解。
研究人员说，新的结果也为未来对其他物种的研究打开了大门。根据这项研究，大约100万年前，许多动物物种在全球范围内扩张。这是气候和海平面发生重大变化的时期，也是地球磁极最后一次换位。正因为如此，研究人员相信，在这个时间尺度上的基因测序分析在探索广泛的科学问题方面具有巨大潜力。

6. 科学家提取165万年前猛犸象DNA是怎么回事？

猛犸象，曾经是世界上最大的象之一，存在于大约公元前180万年至公元前1万年。此前，来自9个国家的22名科学家通力合作，从西伯利亚永久冻土中的三头古代猛犸象牙齿中成功提取了DNA，为人类了解猛犸象提供了新依据。
同时，这也是人类首次从百万年前的样本中测序和鉴定DNA，此前的DNA保存纪录来自一段距今56万至78万年前的马腿骨。
当地时间2月17日，国际权威学术期刊《自然》杂志刊登了这一研究成果。记者从《自然》杂志官方获悉，科学家们通过基因发现的三头猛犸象，有两头存活时间为超过100万年前，一头存活的时间约为60万年前。其中，最古老的一头Krestovka猛犸象。基因标本证明，Krestovka生活在距今165万年前。

扩展资料
猛犸象DNA不能代表化石记录中最古老的生物分子信息：
 2016年，研究人员报告了来自非洲坦桑尼亚380万年历史的鸵鸟蛋壳的蛋白质序序列。2019年，另一个团队对来自美国乔治亚州的177万年历史的犀牛牙齿的蛋白质进行了分析。不过，蛋白质序列往往比DNA缺乏有关生物遗传的信息。但是蛋白质分子要坚硬得多更易保存，因此研究人员可以使用它们从没有多年冻土的地方发现的非常古老的生物信息。
研究人员说，在多年冻土层中发现几百万年前的古代人类亲属遗骸的机会非常低。但是达伦认为，合适的环境（例如洞穴）可能会产生年代久远的样品。来自西班牙洞穴的尼安德特人早期遗骸可追溯到430000年前，代表迄今发现的古代人类亲戚的最古老DNA。
至于古代DNA的年限，达伦表示很容易确定：“ 260万年。那就是永久冻土的极限。在那之前，气候太温暖了。”
参考资料来源：天目新闻-9国科学家合作提取最古老DNA 来自165万年前的猛犸象

7. 猛犸象何时出现？何时灭绝？人何时发现了第一只猛犸象遗骸？最大的猛犸象有多大？猛犸象最多分布在哪里？

猛犸象最早出现在400万年前的非洲大陆上，披毛猛犸象则主要生活在西伯利亚
猛犸象生活到距今1万年的时候突然全部绝灭了，但是新确定年代的标本表明在西伯利亚东北部近海的弗兰格尔岛，有地球最后的猛犸象，绝迹于3900年前
1806年，在西伯利亚发现第一具猛犸象尸体。
一头成熟的猛犸，身长达5米，体高约3米，与亚洲象相近，门齿长1.5米左右，虽然身高不高，但身体肥硕，因而体重可达6~8吨。
分布区域： 晚上新世到早全新世的非洲，亚洲，欧洲，北美洲

8. 猛犸象的尸体是在哪里被发现的？

大约在20万年前，地球就出现了猛犸象。猛犸象曾经遍布北半球的北部地区，分布如此广阔的猛犸象为什么灭绝了呢？真让人感到不可思议。
在俄罗斯西伯利亚北部的冻土层中，科学家们曾发现20多具皮肉尚未腐烂的猛犸象尸体。这些尸体在大自然的冰库里保存得相当完好。尸体肌肉的血管中充满血液，胃里还有青草、树枝等未消化的食物。经科学家考查证实，这些尸体已经冰冻了10000多年。
关于猛犸象灭绝的原因，科学家们提出了许多不同的假说，其中最著名的有气候说、环境说、人类猎食说、食物匮乏说、繁衍过慢说等。
几十年前，国际地质学会在前苏联召开期间，许多国家的科学家还尝到了这已冻了10000多年的猛犸象肉。据说味道虽不十分可口，却别有风味。