2008-07-07

長毛象的基因研究改變了滅絕理論

Woolly-Mammoth Gene Study Changes Extinction Theory
http://www.physorg.com/news132330361.html

June 10, 2008

一項對於已滅絕長毛象的大規模遺傳研究揭露,長毛象是一大群同質的物種,這與科學家先前所認為的不同,且這些長毛象在遺傳上的多樣性並不大。

"這族群分為二群,接著其中一群在 45,000 年前滅絕,比第一個人類開始出現在此區域還要更久," Stephan C. Schuster 說,賓州州立大學生物化學與分子生物學教授,同時也是該團隊的領導者。 "這項發現格外有趣,因為那將人類狩獵排除在助長因素之外,讓氣候變化與疾病成為最有可能的滅絕因素。" 這項發現本週發表在 PNAS 的早期線上版。

這項研究標誌著科學家首度透過完整的粒線體基因組 -- 所有能構成細胞內粒線體(mitochondria)結構中可發現之基因的 DNA -- 對於已滅絕哺乳類動物一整個族群的結構進行解構。來自於這項研究的資料將使得該團隊所提出的新假說能被檢測:那裡有二群長毛象 -- 這種概念先前未獲得來自化石記錄研究的認可。

科學家分析來自於個別毛象(mammoth)毛髮中的基因 -- 這是一種已滅絕的象類物種,已適應北半球寒冷環境的生活。這些長毛象的軀體可在整個北西伯利亞一帶發現。牠們的死亡年代大約橫跨 47,000 年,範圍約從 13,000 年前到 60,000 萬年前。

Schuster 以及 Webb Miller,賓州大生物學、電腦科學與工程學教授,領導這個國際性研究團隊,那包括丹麥哥本哈根大學的 Thomas Gilbert 以及其他在澳洲、比利時、法國、義大利、俄羅斯、西班牙、瑞典、英國與美國的科學家。這個團隊包括基因組演化、古代 DNA 與毛象古生物學領域的專家,以及來自各種自然歷史博物館的館長。

對於了解滅絕過程的另一種重要發現是,在這二個長毛象群體中,每一群中的個體都與另一群當中的個體密切相關。"這種低遺傳分歧讓人感到驚訝,因為長毛象的分布範圍異常廣泛:從西歐到西伯利亞的白令海峽,再到北美洲," Miller 說。"我們所發現的,毛象的低遺傳分歧,也許使這些處在一個變遷中的環境與其他挑戰時代中的動物,其生物適應性(biological fitness)降級了。"

"我們的研究指出,二群長毛象的遺傳分歧在超過 100 萬年以前發生,那是分離印度象與非洲象與長毛象之遺傳距離的 1/4," Miller 說。該研究指出這二個長毛象族群的差異低於幾世紀,猶如現在生活於南印度,族群數量非常少的亞洲象一樣。"在南印度的大象的低遺傳分歧,使人聯想到那促成了「維持這個團體,使其成為興旺族群」的問題," Schuster 說。有趣的是,由研究者們所揭露的粒線體基因組比現代印度與非洲象相加起來的那些,還要更加複雜。

在這項研究之前的研究,只有分析滅絕族群的短 DNA 片段,不過這項新研究卻使用粒線體 DNA(這是研究古代基因的重要材料)產生並比較了 18 隻滅絕長毛象的基因組。這項成就是基於一個由 Miller、Schuster 與共同作者 Thomas Gilbert 所領導團隊的早先發現,那在去年發表(譯註:詳見相關報導)而且那揭露在毛髮中倖存的古代 DNA 比迄今所研究過的任何組織要來得好。

這項發現使毛髮,當可取得時,成為了研究滅絕動物之基因組序列,一種更強大且更有效的 DNA 來源。此外,毛象毛髮在寒冷環境中可大量被發現,而且它不像骨骼或肌肉那樣(那提供了解剖學上的資訊)被視為一種具有龐大價值的化石物質,

"我們亦發現在毛幹(hair shafts)中富含粒線體 DNA,這種特殊類型的 DNA 經常用來測量某一組群的遺傳多樣性," Miller 說。該團隊的早期研究亦證明,毛髮用在分子遺傳分析中比較好,因為那比骨骼更容易去污。不僅是因為毛髮較易清潔外部的髒污,諸如細菌或真菌,其結構易保護它免於降解,避免環境中的微生物穿透內部。

這項新研究的一種重要觀點是,其所使用的毛髮樣本,在被研究者分析之前已保管在眾家博物館中許多年了,然而科學家卻能夠從它們那獲得很多有用的 DNA。"我們的樣本之一源自於著名的亞當長毛象(Adams mammoth),那在 1799 年被發現,且過去 200 年間被儲存在室溫下," Schuster 說。這項研究技術替未來以有趣樣本為目標的計畫開啟了一扇門,那在很久以前被收集,而且無法從現代物種那裡取得,科學家說。

甚至連整個收藏品的分子分析現在看起來都有可能了,這樣的成就該團隊稱之為「Museomics(博物體學)」。(後略譯)



◆ 長毛象:台灣,我們來了

【聯合報╱記者高國珍/台北報導】 2008.07.07

三年前在日本愛知博覽會造成轟動的西伯利亞長毛象化石,今天將運抵基隆港,本周五在台灣民主紀念館公開展出。這次還有小長毛象同行,也是小長毛象「空空」全球首度曝光,國人有機會親眼看見,在西伯利亞永凍層出土的寶藏。

珍貴的長毛象展品預計九日運抵台灣民主紀念館,這次來台展出的兩頭長毛象化石「尤卡基爾」和「歐米亞空」,運送全程都在高科技薄膜包覆的氣囊中,不但每小時溫度變化不能超過攝氏一度、濕度變化也不能超過百分之一。

這次展出的兩頭大小長毛象,是向薩哈共和國首都雅庫次克長毛象博物館借展。除了兩頭長毛象,主辦單位也向國立台灣博物館商借館藏的長毛象全隻骨骼標本,還向大阪博物館、奇美博物館、私人收藏家王良傑,商借一百多件相關收藏品,讓這次長毛象特展更具多元性和國際性。

此次來台的兩頭長毛象遺骸,分別以其在薩哈的發現地命名,大長毛象「尤卡基爾」(Yukagir)約四十歲,小長毛象「歐米亞空」(Oymiakon)則約一歲,被暱稱為「空空」。尤卡基爾約在距今一萬八千年前,在靠北極圈的極寒地帶死亡,二○○二年意外被人發現,部分遺骸重見天日,二○○五年首度離開西伯利亞,在日本愛知地球博覽會與世人見面。

歐米亞空是二○○四年九月出土,大約生於三萬年前,是頭年約一歲多的雌象。出土時較完整,是近年科學界複製長毛象的希望寄託關鍵,試圖從牠身上尋找可以複製長毛象的DNA。

長毛象特展將從七月十一日至十一月四日,在台灣民主紀念館(中正紀念堂)展出,時間為上午十時至下午六時,全票二百元,優惠票一百八十元,九十公分以下兒童免費參觀。七月十日前購票可享全票二張三百元。

詳情可上網:http://www.mammoth.com.tw/

※ 相關報導:

* Intraspecific phylogenetic analysis of Siberian woolly mammoths using complete mitochondrial genomes
http://www.pnas.org/content/105/24/8327
M. Thomas P. Gilbert, Daniela I. Drautz, Arthur M. Lesk,
Simon Y. W. Ho, Ji Qi, Aakrosh Ratan, Chih-Hao Hsu,
Andrei Sher, Love Dalen, Anders Gotherstrom, Lynn P. Tomsho,
Snjezana Rendulic, Michael Packard, Paula F. Campos,
Tatyana V. Kuznetsova, Fyodor Shidlovskiy, Alexei Tikhonov,
Eske Willerslev, Paola Iacumin, Bernard Buigues,
Per G. P. Ericson, Mietje Germonpre, Pavel Kosintsev,
Vladimir Nikolaev, Malgosia Nowak-Kemp, James R. Knight,
Gerard P. Irzyk, Clotilde S. Perbost, Karin M. Fredrikson,
Timothy T. Harkins, Sharon Sheridan, Webb Miller and
Stephan C. Schuster
PNAS June 17, 2008 vol. 105 no. 24 8327-8332
doi: 10.1073/pnas.0802315105
「毛髮」解開長毛象之謎 -- 復原基因組的新方法
「熊市」:法國洞窟闡明熊的演化

侏羅紀真實版 袋狼基因復活
從 pre-Clovis 便便中復原美洲最早人類的 DNA
DNA 透露姊妹在古希臘時期的權力
地質學家解開柏吉斯頁岩之謎
遠古「鋯石」證明早期地球各大陸氣候嚴苛
澳洲隕石鹼基來自宇宙 我們可能都是外星人

大型哺乳動物活的更辛苦,滅絕的更快
化石記錄支持全球暖化將會造成物種大滅絕
DNA條碼 納入全球180萬物種
讓台灣人基因庫全民共有

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長毛象 明天與你相見

【經濟日報╱記者黃啟菱/台北報導】 2008.07.10

就在明天,來自西伯利亞的史前巨獸長毛象,即將與台灣民眾見面!

為了慶祝聯合晚報創刊20周年,聯合報系將自明(11)日起,於中正紀念堂(台灣民主紀念館)舉辦長毛象特展;昨(9)日來自西伯利亞薩哈共和國主要展品:大長毛象「尤卡基爾」,與小長毛象「歐米亞空」雙雙運抵展場、正式開箱。

本次長毛象特展展品大約有140件,是台灣歷來最大規模的古生物科學展,最重要的展品長毛象遺骸,並非傳統的化石,而是有血、有肉的長毛象肉身。

其中,尤卡基爾的象頭和左前腳都頗為完整,象頭還帶有兩支彎曲大牙,毛髮清晰可見、皮膚也有彈性,曾於2005年在愛知博覽會展出造成轟動;歐米亞空則是首次借展海外,雖然牠身體部分略為殘破,但由於長年冰封在土層中,目前是全世界保存最完整的長毛象標本。

聯合晚報社長項國寧透露,長毛象遺骸非常珍貴嬌弱,光是保險費就超過千萬元,從薩哈共和國經過海參威、南韓釜山這樣一路運來台灣,更是花費一個月的時間。

特別的是,長毛象原本生存如冰庫般的西伯利亞,遺骸出土後,只要吹到風就會「變瘦」,溼度不夠還會乾癟掉,因此,從運送到展出,主辦單位都煞費苦心,不僅在運送時打造多層次氣囊,自貨櫃車移到展場的一小段路,也出動了乾冰箱推車,隨時隨地保持攝氏零下15度與穩定的溼度。

至於展示用的冰櫃,大小僅4立方公尺,造價卻高達兩千多萬元。主辦單位說,由於長毛象遺骸完全不能吹到風,因此這座冰櫃採取雙層設計,內層採用不鏽鋼輻射板,可均勻受冷;玻璃也用了兩層、共三公分厚。

本次展覽140多件展品分別由薩哈共和國、日本大阪市立自然史博物館、國立台灣博物館、奇美博物館、私人收藏家王良傑等提供,將完整呈現長毛象的身體部位。

由於這是長毛象遺骸首次來台展出,又適逢暑假,主辦單位估計,本次展覽將可吸引50萬人參觀。

fsj 提到...

長毛象來了 月底走進科博館

【聯合報╱記者喻文玟╱台中報導】 2008.11.06

中部地區民眾有眼福了!在台北引發55萬人次參觀的長毛象展,11月28日至明年3月1日,「阿基」與「空空」將移師到台中國立自然科學博物館和中部民眾見面 。

「沈睡18,000年的冰原巨獸:長毛象特展」將讓台中進入冰河時期,民眾除了可一睹「阿基」與「空空」的丰采,還將展出日本大阪市自然史博物館、奇美博物館、私人收藏家王良傑的珍藏化石標本。

長毛象特展月底將在國立自然科學博物館第四特展室登場,這次活動將由國內研究長毛象的學者、科博館研究人員張鈞翔擔任策展人。

與台北場次不同的是,主辦單位將在台中科博館,打造「冰冷體驗區」、「冰原極地體驗」、「多媒體互動區」,讓觀眾體驗在極地欣賞長毛象的臨場感。

「阿基」是在薩哈共和國尤卡基爾挖掘出土的長毛象,距今約1萬8千年前,牠曾在2005年的愛知博覽會,吸引2000萬人潮觀賞。「阿基」是連皮帶肉的史前動物,不只是骨骼標本或想像模型,在牠的左前腳腳踝還可以看到茶色的體毛。

「空空」是在薩哈共和國歐米亞空發現,距今約3萬至4萬年前的長毛象,是目前全世界保存最完整的長毛象標本,台灣是首度曝光,在台北中正紀念堂造成轟動,這次將來台中再現威風!

展覽自11月28日起將在現場售票,全票200元、優惠票180元,90cm以下與殘障人士憑證免費入場,購票民眾即贈市值120元的筆記本1本。相關活動網站:www.mammoth.com.tw

fsj 提到...

DNA比對 長毛象將重生?

【聯合報╱編譯蔡繼光/報導】 2008.11.25

一支國際研究團隊從保存在西伯利亞永凍層的長毛象毛髮萃取的DNA,成功重建近三分之二的長毛象基因組序。這是科學家首度從已滅絕的物種萃取並重建基因組序,顯示只要科學家願意,這種冰河時代末期滅絕的龐然大物,有可能重返人間。

美國賓州州立大學生物學家舒斯特說:「理論上,我們可以利用解譯出來的基因組序,取得讓長毛象起死回生所需資料:只要將長毛象特有的DNA組序注入現代象的基因組即可。

這項研究為觀察大象的演進史,提供一個絕佳的窗口。它讓我們了解,上古時期的長毛象,在棲地與氣候的變代下,如何自我調適演化。它同時也顯示,大自然保存的毛髮標本,對已滅絕物種的研究,可能比科學家所想像的還管用。

不過,也有別的科學家提醒,讓長毛象起死回生,即使理論上可能做得到,實際則仍遙遙無期。

澳洲阿德雷德大學古代DNA中心的奧斯丁教授說:「光憑一個基因組序,並不能造出一個活的有機體。目前,我們只有長毛象的部分基因組,裡面夾雜著不少錯誤的基因碼。這就如同明知只有八成的零件,而且明知其中一些零組件已經損壞,卻想造出一部汽車來。」

雖然部分長毛象的標本保存得極為良好,讓科學家能夠從毛髮取得相當數量的DNA,但古代DNA因為受到微生物、黴菌的汙染,如何將其剔除,是相當困難的工作。研究人員必須利用非洲象的基因組來比對,目前已從四十一億七千萬個DNA組序中,比對出卅三億個屬於長毛象的基因組。並算出長毛象與非洲象DNA組序約有四十萬個不同之處。

這份發表於最新一期「自然」科學期刊的研究報告指出,長毛象與非洲象非常類似,DNA僅有百分之零點六的差異,比人類與黑猩猩的差異還小。

科學家指出,要讓長毛象重現人間,可複製其DNA,再利用現代的象提供卵子及充當代理孕母。不過要實現這個構想有實質困難,其一為古代DNA品質不佳,必須全部重新解譯,剔除錯誤,再放入人造的染色體。此外,大象人工繁殖不易,也是另一個挑戰。

但科學家仍得回答「我們應該這麼做嗎?」這個更為深層的問題。

紐約時報廿三日的社論指出,麥可克萊頓的「侏羅紀公園」,是對人類操弄已滅絕物種可能面臨危險的最真誠警告。即使人類成功複製上古的長毛象,如何讓牠免於疾病的侵襲,如何為牠配對繁殖,提供棲息地... 等,是目前仍無法解決的難題。

※ 組序應譯為「定序」較恰當,這篇新聞的詳細報導如下:

* Scientists Sequence Woolly-Mammoth Genome
http://www.physorg.com/news146320618.html

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奈米金剛鑽 長毛象滅絕證據

【聯合報╱編譯林沿瑜╱報導】 2009.01.03

科學家相信,65萬年前恐龍因為彗星撞地球造成的大火,以及濃霧遮天的氣溫驟降而滅絕。

2日出刊的美國「科學」(Science)期刊更進一步指出,1萬2900年前消失的長毛象和乳齒象也是因為彗星撞地球而絕種,而關鍵證據就是數十億顆肉眼無法看見的「奈米金剛鑽」。

科學家認為,1萬2900年前,一顆直徑約4000公尺的慧星撞擊了現今北美大陸,導致地殼變動,大火、洪水四處蔓延,草原、森林燃燒殆盡,天空出現了濃濃的黑色霧團。

此時,北美東北部勞倫泰德冰河的部分地區開始融化,融化後的河水則向南流到了現在的密西西比州、進入墨西哥灣,這又進一步引起了大西洋洋流的變化。

地球環境的急遽變化揭開了此後1300年的「新仙女木」冰河期(Younger Dryas),當時有多達35種哺乳類動物不是立即消失,就是因為數目驟減,而在人類獵捕後滅絕,其中包括長毛象、乳齒象、美洲駱駝、短面熊、巨水獺、恐狼、古美洲獅。

除了哺乳類動物之外,當時建立克洛維斯(Clovis)文化的古印地安土著人數大減,其建立的文化也因此中斷。

其實,發表這篇論文的奧勒岡大學教授肯尼特早在去年就表示,他們已經在北美洲的10個考古地點發現了「黑土層」,而且利用「碳14年代測定法」得知形成於1萬2900年前。

由於「黑色層」中含有地球少見的銥元素、碳粒子,以及含有氦-3的富勒烯(Fullerene),凡此都呈現出受到外太空影響的特徵。

不過更令科學家振奮的是,他們又在「黑土層」的底部發現了數十億顆連電子顯微鏡都很難看到的「奈米金剛鑽」。

因為「奈米金剛鑽」只在極高溫、高壓的環境下形成,更加證實了「新仙女木」冰河期與彗星撞地球的關連性。

另外,「奈米金剛鑽」也曾在區隔恐龍世代的土壤層中被發現,顯示恐龍滅絕與長毛象絕跡都受到外太空隕石撞擊地球的影響。