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科學家復活了3萬年前的種子 開花后才發(fā)現(xiàn)大不同

時間:2024-12-23 07:44:50 來源:網(wǎng)絡整理 編輯:熱點

核心提示

全球大約有11%的表面被永久凍土覆蓋,這些土地至少持續(xù)兩年時間溫度維持在0攝氏度以下,它們存在于南北極地地區(qū),以及高山和部分極地海床。永久凍土的植被類型通常是苔原,以苔蘚、地衣為主,有時候一些淺根灌木

全球大約有11%的科學開花表面被永久凍土覆蓋,這些土地至少持續(xù)兩年時間溫度維持在0攝氏度以下,家復它們存在于南北極地地區(qū),活萬后以及高山和部分極地海床。年前

科學家復活了3萬年前的種子 開花后才發(fā)現(xiàn)大不同

永久凍土的發(fā)現(xiàn)植被類型通常是苔原,以苔蘚、科學開花地衣為主,家復有時候一些淺根灌木也會在那里生存?;钊f后即便環(huán)境十分惡劣,年前可供食用的發(fā)現(xiàn)植物不多,但依然吸引了許多動物在那里繁衍生息??茖W開花

當那些在永久凍土上生活生物死去后,家復它們的活萬后尸體很可能腐爛,但任何未被分解和吃掉的年前東西都會變成了凍土的一部分,被封存起來。發(fā)現(xiàn)

由于永久凍土的低溫,那些被封存其中的生物被保存的相當完好,有時候甚至包括完整DNA。

也正因為這些生物質在數(shù)千年間不斷積累,沒有機會完全分解并釋放碳,這使得永久凍土成為一個碳匯區(qū)域。

這幾年因為全球變暖,永久凍土融化并釋放其中的碳——主要包括二氧化碳和甲烷等溫室氣體,從而加劇了氣候變暖,可以說氣候變暖和永久凍土融化是一個惡性循環(huán)的過程。

所以,在全球變暖的背景下,永久凍土受到了越來越多的關注。不過科學家僅僅研究凍土本身,還有那些重見天日的遠古生物遺骸,并試圖讓一些生物重生。

2012年,俄羅斯的科學團隊在西伯利亞的永久凍土中挖到了32000年前的種子,并采用現(xiàn)代技術將其中一些種子“種出”了植株,打破世界紀錄成為最古老的再生植物。


△ 再生的32000年前的植物

那么有趣的問題是,為什么3萬多年前的種子依然可以種出植物,其它永久凍土中的生物有機會復活嗎?

為什么3萬年前的種子能重生?

在俄羅斯科學家再生3萬年前的種子之前,世界上最古老的再生植物是由以色列的棗椰樹保持——他們將2000年前的植物種子再生了。

1963年,以色列的考古團隊在一個古老的罐子里發(fā)現(xiàn)了一些棗椰樹的種子,這些種子被當作食物儲存在那里。

△ 這是以色列復活的棗椰樹,現(xiàn)在已經(jīng)開始結果了

到了21世紀,有科學團隊試圖讓這些種子重新發(fā)芽,經(jīng)過一些嘗試后,他們在2005年的時候成功了。

有趣的是,他們種植出來的植物實際上在1000多年前已經(jīng)滅絕,所以他們的工作成功帶回了一種已滅絕的物種,意義非凡。


△ 再生的柳葉蠅子草

俄羅斯再生的是柳葉蠅子草(Silene stenophylla),這種植物并沒有滅絕,至今依然在西伯利亞苔原中繁衍生息。

故事開始于2007年,一支來自俄羅斯、匈牙利和美國的科學家小組被西伯利亞地區(qū)的古代地松鼠的冬眠洞穴吸引,他們總共發(fā)現(xiàn)了70個這樣的洞穴。

地松鼠有儲存食物過冬的習慣,它們在地下挖洞,并將自己在食物豐富期間收集到的食物儲存在其中,作為過冬口糧。

但是,地松鼠經(jīng)常不記得自己儲存食物的地方,所以科學家在這70個冬眠洞穴中收獲頗豐,他們累計收集到60萬顆保存完好的各種果子和種子。

因為地松鼠的洞穴并不是很深,處在永久凍土結冰范圍內,所以這些果子和種子被很好的保存下來。

自從科學家發(fā)現(xiàn)這些遠古種子之后,就試圖讓它們重新發(fā)芽,經(jīng)過一些評估之后,柳葉蠅子草的種子是最有希望的。

科學最初嘗試的都是將那些成熟的種子發(fā)芽,就像以色列復活2000年前的棗椰樹種子一樣,但是經(jīng)過多年的嘗試都失敗了。

很明顯遠古柳葉蠅子草的種子已經(jīng)全部失活,無法再發(fā)芽。

之后,科學家開始轉向那些未成熟的種子——也就是果實本身,當然這些種子沒法直接發(fā)芽,但是由于被一層果實和果皮包裹,內部種子擁有活細胞的可能性會更大。

科學團隊將提取出種子胚組織的活細胞,并通過現(xiàn)代克隆技術,在2012年的時候將這些細胞培養(yǎng)成了植株,總共有培育出了36個樣本。

這次實驗能夠成功主要有兩個原因:

一個要歸功于柳葉蠅子草種子本身,因為它們的種子富含蔗糖,而蔗糖起到了防霧劑的作用,這就是科學家團隊選擇這種植物再生的原因。

另一方面,這些種子的保存地點天然放射性伽馬射線的水平很低,這讓種子的DNA保持良好。

這些32000年前再生的柳葉蠅子草植株,與它們的現(xiàn)代標本看起來一模一樣,只有開花之后會表現(xiàn)出不同。

再生的柳葉蠅子草,其花瓣比現(xiàn)代植物更長、間距更寬,還有更關鍵的一點,經(jīng)過測試,再生標本產(chǎn)生的種子百分百發(fā)芽,而現(xiàn)代標本只有90%前后。

目前還沒有研究指出這種花朵和種子的差異是由什么引起的。


△ 永久凍土中出土的猛犸象

永久凍土中的其它生物可以復活嗎?

似乎讓一種植物復活遠沒有讓一種動物復活讓人興奮。

永久凍土中出土過相當完好的猛犸象、披毛犀、洞獅、洞熊,以及劍齒虎,那么這些動物有沒有機會復活呢?

其實答案是肯定的,非常有希望!

當然不是直接讓死去的它們復活,而是通過現(xiàn)代的技術得到擁有相似特征,以及相似生態(tài)功能的滅絕物種。

在所有這些已滅絕的動物中,猛犸象的呼聲是最高的,因為猛犸象在苔原上活動可以刮掉層層積雪,從而冷空氣能夠到達土壤并維持永久凍土,一些學者認為這有助于減緩全球變暖。

同樣得益于永久凍土的完好保存,科學家們可以得到猛犸象的高質量、非常完整的DNA樣本。

實際上,早在1994年,科學家就已經(jīng)對更新世的猛犸象進行了測序。

現(xiàn)在猛犸象和現(xiàn)存大象在基因上的區(qū)別已經(jīng)比較清楚了,接下去只要把負責抗寒、皮毛、脂肪儲存和猛犸象其他特征的基因編輯到亞洲象的基因組中,就有機會在雌性亞洲象的肚子里生出猛犸象來。

我看到2021年有報道稱,只要6年時間,一家公司就能將“猛犸象”帶回到現(xiàn)代,就是不知道后續(xù)怎樣了。

最后

永久凍土將生物體保存的非常完好,既可能是希望,也可能絕望,因為許多遠古病原體很可能會隨著永久凍土的融化而蘇醒,比如天花病毒,其實現(xiàn)在很多人是沒有打天花疫苗的。