抱歉,你的祖传DNA也有保质期,骨灰真不能验DNA

作者: 七君

来源: 把科学带回家

发布日期: 2017-12-05

本文探讨了DNA的保存期限及其在考古和生物复活中的应用,指出DNA并非永垂不朽,其保存受到多种因素的影响,包括温度、湿度、氧气、阳光、细菌和辐射等。文章还提到了DNA的最长保存时间约为一百万年,并讨论了复活古老生物的可能性。

我们经常可以看到这样的新闻,某地挖掘出了谁谁谁的化石或骨头,接着科学家们对这些遗物进行了DNA分析,发现它们有很古老的历史。比如,生活在15世纪的英格兰国王理查三世的骨骸在几年前被发现埋藏在英国莱斯特的一个停车场下面。接着这具尸骨的DNA被用来和他在英国王室的后代进行了匹配。

看新闻、看电影的时候我们常常为DNA强大的功能感到震惊。比如在侏罗纪公园系列电影里,用恐龙化石里的DNA就可以轻松复活恐龙。许多悬疑的案件靠DNA分析就能轻松破解。这些新闻和影视作品给我们一种错觉,似乎DNA是永垂不朽的,就像强大的硬盘一样,就算人死后肉体腐败,DNA也会继续存在。甚至还有人以为,就算被放到火葬场烧成了灰,这骨灰里的DNA还能用。

事实究竟如何呢?DNA真的可以永垂不朽吗?化石里的DNA还有用吗?DNA的全称叫做脱氧核糖核酸。和许多物质一样,DNA也会随时间分解。人死灯灭,DNA也一样。当你死了以后,你身体里的DNA也会跟着腐烂。细胞死亡后,DNA就会被酶分解,其他微生物也会加速这个过程。

实际上,保存有大量DNA的化石是很少见的。目前保存最好的DNA都被储存在干干的、硬硬的物质中,比如牙齿、骨骼,还有蛋壳里。

DNA的最大敌人就是水,大多数DNA的分解是水造成的。生命所需温度、湿度、氧气和阳光都会让DNA分解。此外,细菌还有辐射也会促使DNA分解。这听起来有点讽刺,生命必须的氧气、阳光、水分这些因素居然也会让生命的密码DNA分解。而让生命的密码DNA保存得更久的方法,就是让它远离生命所需的要素。

不过,一些科学家认为,如果保存得当,理论上DNA的最长保存时间是一百万年。这个数字怎么算出来的呢?有人在研究鸟类骨头里的DNA时发现,如果保存条件完美,DNA的半衰期大约是521年。这就是说,521年以后,一份DNA里的一半都分解了,不能用了,只剩一半DNA还有用。不过剩下的DNA还会继续随着时间分解。

用上面的半衰期算一算的话,就算把骨头保存在零下5摄氏度的地方,680万年后,骨头里面的DNA也会全部分解成很碎的渣渣了。而且过了100万年以后,一份骨头里的DNA虽然没有全碎掉,但因为分解得太短,也不能用来做DNA分析了。所以,基本上DNA的最长保质期是100万年。

那么,如果把DNA随便放在那里,能保存多久呢?如果暴露在阳光下经历日晒和风吹雨打,那么DNA的保质期大约只有几周,之后这些DNA就不能被用于DNA分析了,自然也没办法传宗接代了。就算DNA不经历日晒雨淋,但如果能够接触空气的话,那么一般2-3年就没有用了。然而,如果埋在土里,那么DNA的保质期可以延长到数千年至数万年。如果冰冻在南极的冻土里就更好了,DNA的保质期可以延长到数十万年。

新闻里常说,可以用DNA代替10年就报废的硬盘来储存信息,但这实际上需要非常严苛的保存条件,比如储存环境要干燥凉爽,而且这些方法操作起来都不方便,并且价格非常昂贵。在实验室里,科学家们一般把DNA泡在酒精里然后冷藏。另外一种方法是直接把含有DNA的干细胞冷藏,还有一种方法是把DNA干燥后真空包装,接着放到零下80度的环境里冰冻。

不过,这些小心翼翼的储存方法也不是万无一失,因为环境的辐射也会伤害DNA。因此很难说实验室的DNA能不能存放一百万年。那么,世界上最古老的DNA是多少岁呢?目前世界上发现的最古老的DNA来自格陵兰的一块冻土。这块冻土里有蝴蝶、松树还有其他生物的DNA,据估计这些DNA大约有45万-80万年的历史。

其他古老的DNA还来自一匹70万年前的马、在西伯利亚发现的一些40万年前的植物,还有一头11万年前的北极熊。

那么最古老的人类的DNA有多少岁呢?目前发现的最古老的人类化石来自西班牙阿塔普埃尔卡山的胡瑟裂谷。2013年,科学家们在那里发现了一些古老人类的骨骼。这些古老的人类和另一支已经灭绝的古老人类——丹尼索瓦人相近,但也有可能是尼安德特人的祖先。这些人类骨骼里的DNA的历史有40万年。这是人类化石的新纪录。

那么,古老的DNA能用来复活生物吗?由于DNA的保质期最多只有100万年,所以像侏罗纪公园系列电影那样,用几千万年前的DNA复活恐龙可以说是天方夜谭。更年轻的DNA或许还有用。有人正在尝试利用DNA复活猛犸象。他们会不会成功很难说,因为之前有许多失败的先例。2009年的时候,一些西班牙的科学家曾经用一种已经灭绝的动物——西班牙羱羊的DNA来复活这个物种。

什么,你说琥珀里小虫的DNA?

琥珀是树脂形成的,它的确是一种能够保存小动物的好东西,许多昆虫在琥珀里看起来栩栩如生,就好像是刚死没多久。但实际上,你看到的昆虫只剩下了躯壳,早就没有了“灵魂”。在琥珀里,昆虫的外骨骼的确可以保存数千万年不腐烂,然而它们身体里的DNA早就分解完了。因此科学家们几乎不能用琥珀里的昆虫残骸进行DNA分析。同样,许多埃及木乃伊看起来保存得是不错,至少肌肉都没有腐烂。

不过在埃及炎热的沙漠里,这些木乃伊的DNA也早就因为受热分解了。火葬就更不用说了,那几百甚至上千度的高温烧过后,骨灰里的DNA早就灰飞烟灭了。

所以说啊,千万不要被事物的外表迷惑了。就比如有些人看起来风风光光的,好像有一套很厉害的祖传DNA,回到家里却连条猫的DNA都没有。

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