「暴龍基本上就是放大版的雞!」科學家分析6800萬年前的蛋白質,試圖還原恐龍基因
作者:安德魯・勞勒( Andrew Lawler)▎譯者: 吳建龍

英文的雞「chicken」在二十世紀時成了膽小懦弱的同義詞,這八成會讓古人一頭霧水,較為近代的吾輩先人也會感到迷惑,更是會惹惱法國人。畢竟,公雞向來是法國的國家象徵。

此外,雞作為美國民主黨吉祥物的時間,比現在的吉祥物驢子要長得多。還有諸多不同團體皆以雞作為象徵,包括委內瑞拉共產黨(其黨徽圖案是由畢卡索所繪)、羅伯.穆加比所屬的辛巴威非洲民族聯盟,以及柏林的新教徒學生聯盟等。

然而,在我們這個由工廠化農場所養出來的雞隻當道的現代世界裡,公雞的戰鬥能力已無足輕重,也不再為人重視或渴求了。但是雞隻逞兇鬥狠的天性,卻有著難以抹除的根源。

2007 年時,有支科學團隊從一隻六千八百萬年前的恐龍體內抽取了某種蛋白質,發現該蛋白質跟家雞體內既存的一種蛋白質幾乎相同。這隻恐龍可不是隨便什麼恐龍,而是目前已知體型最大的雙足食肉動物。一則新聞標題寫道:「暴龍基本上就是放大版的雞」。古生物學家在過去十多年裡已經接受鳥類是由恐龍演化而來觀點,但這個蛋白質的發現,代表著生物學家首次獲得兩者之間相關聯的遺傳證據。

科學家發現:「暴龍基本上就是放大版的雞。」(Source:by Luis Rey, via Wikimedia

這項發現是源自美國蒙大拿州東北部一片崎嶇不平的惡地。傑克.霍納是蒙大拿土生土長的古生物學家,其專業知識多半是自學而來,他當時正帶領一支隊伍在蒙大拿境內富含化石的田野地帶採樣。在數噸重的殘骸和岩石之下,他們發現了一具完好無缺的暴龍化石,包括一根超過九十公分長的股骨。

這具成為化石的遺骨被一層具保護性的灰泥所包覆,高達一噸的總重量使得直升機難以吊起,因此團隊只得將它鋸成兩半。在處理的過程中,那根股骨斷裂,掉下一些碎片。

2003 年,霍納將這些碎片寄給了他之前的學生瑪莉.施懷澤,施懷澤在位於北卡羅萊納州首府羅里的北卡羅萊納州立大學任教,她的工作包括利用分子生物學來分析恐龍遺骸。由於生物組織很快就會降解,跟骨頭不同,因此她並未預期能在這些樣本中發現什麼東西。

施懷澤注意到,該股骨屬於一頭懷孕的母暴龍,因為在那骨頭中有種特殊的組織,只有在排卵時為了保存體內的鈣質才會產生。這也是有史以來首次發現無庸置疑的恐龍性別證據。隔年,施懷澤請她的助理將一塊碎片浸入弱酸溶液中,由於化石的主要成份是岩石,所以在弱酸中很快就會溶解。這個過程會破壞樣本,但該名助理卻發現在長時間浸泡後,留下了某種類似橡膠的物質。

隨後他們再把其他碎片進行相同的處理,結果也得到了一樣的物質。這兩位研究人員甚至可以辨識出看起來像是血管的東西。於是,施懷澤就此發現了第一份恐龍組織。在《侏羅紀公園》裡,人們藉由琥珀中蚊子體內的血液來複製恐龍,不過現實世界跟電影情節不同,無法從這批樣本裡重新獲取 DNA,但這些恐龍組織卻藏有其他秘密。

電影《侏羅紀公園》中的科學家,透過琥珀中蚊子體內的血液來複製恐龍,由此獲得恐龍基因而成功「復活恐龍」。(Source:電影《侏儸紀公園》劇照)

一位名叫約翰.阿薩拉的哈佛大學化學家,幾年前曾跟施懷澤共事過,當時他是負責鑑定一份三十萬年前的猛獁象骨頭中所含的蛋白質,不過他專攻的是人類腫瘤蛋白質定序。蛋白質由胺基酸鏈所構成,其體積小到連一般的實驗室顯微鏡都看不到,但是阿薩拉知道如何添加抗體與蛋白質結合,從而使得蛋白質得以被看到。

施懷澤透過聯邦快遞把一小瓶用乾冰包起來的褐色粉末寄給阿薩拉,這些粉末是研磨後的軟組織,取自那根暴龍股骨的碎片。阿薩拉仔細地將粉末中帶褐色的雜質給清掉。當我前往他位於波士頓一棟高樓建築內的哈佛實驗室拜訪時,他解釋道:「誰都不想把什麼褐色的鬼東西給注入這台要價三十萬美元的機器裡。」這台質譜儀是個塑膠外殼的箱型裝置,體積跟旅館裡的小冰箱差不多,可以測量到原子和分子極其微小的質量和濃度。

阿薩拉先加一種酵素進去,把蛋白質分解成「肽」,這種分子比較容易處理。接著,這台質譜儀跑出的質譜上有近五萬個峰值,詳細描述了該樣本的成分。由於目前尚無恐龍 DNA 序列的資料庫,因此阿薩拉只得根據先前針對乳齒象的研究結果,為這可能存在於六千八百萬年前的蛋白質序列設計理論模型。他還有雞的相關序列資料,那是在 2004 年發表的。「跟其他各種鳥類相比,我們所擁有的家雞資料庫是最完備的,」他說道。

在暴龍身上,阿薩拉找到了六組跟雞幾乎相同的蛋白質序列。他和施懷澤不僅分離出有著六千八百萬年歷史的軟組織(比任何已知的最古老軟組織還要老二十倍),還堅稱他們鑑定出了世上最古老的蛋白質,並且發現這些蛋白質跟現代家雞身上的蛋白質十分類似。

他們在 2007 年於《科學》期刊所發表的文章,平息了是否該把鳥跟恐龍放在同一演化樹的爭論,不過持懷疑態度的同儕依舊試圖反駁他們的主張。兩年後,施懷澤和阿薩拉又在一根八千萬年前的鴨嘴龍骨頭中找到了八組跟雞很像的蛋白質序列,再次證明了他們的研究技術。

逆演化(reverse evolution,或稱反向演化)可讓我們更加了解恐龍跟家雞等現代鳥類之間的聯繫。前面提過的蒙大拿古生物學家霍納,他提議揭開雞的基因層,現出裡頭的怪物來給大家瞧瞧,從而創造出他所謂的「雞龍」。胚胎發育過程能夠展示演化的奧祕,雞胚胎的陰莖消失正是個例子。

此外,胚胎時期的雞也會暫時長出類似恐龍的三趾爪和長尾巴,但長尾隨後便會消失。理論上來說,如果分子生物學家可以讓去除尾巴的那個基因不要發生作用的話,便可以弄出一隻雞跟恐龍的混種動物出來。也可以再加入其他物種的基因,增強跟恐龍相像的特徵,並抑制雞的特徵。

變種雞還能替鳥跟恐龍之間的演化關係提供其他深入見解。在 2004 年,一位研究雞胚胎的生物學家在發育中的雞嘴內發現了一些微小的隆起。跟人類嘴裡那些頂端平平的琺瑯質牙齒不同的是,這些隆起呈現出尖銳的圓錐狀,宛如縮小版的鱷魚牙齒。

之後,研究人員研製出一種病毒,這種病毒能夠複製由突變的基因所送出的訊號,讓正常的雞胚胎也能產生類似的牙齒發育。儘管這些牙齒不會維持很久,而且最後會被吸收成為喙的一部分,但是該實驗讓科學家得以瞥見許久之前雞還有牙齒時是什麼模樣。

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雞,既照顧了人的靈魂,也包養了人的身體健康。 雞起源自東南亞,如此害羞易感的動物如何與人親近、被人馴化,繼而跟隨人的腳步擴展到全世界?我們又如何透過雞的遺傳物質DNA,推論人的遷徙?在東南亞盛行的鬥雞文化之下,鬥雞場如何成為殖民地人民掩飾反叛行動的聚集場所,助攻民族共同體意識的凝聚,推翻殖民統治? 雞如何成為達爾文搜集鑽研的對象,建構《物種起源》理論?又如何助十九世紀細菌學的建立一臂之力?如今,雞蛋又如何成為製造疫苗的重要物質,對抗傳染病,守護人類的健康?不僅醫藥產業,從農業體系來看,養雞產業之大,居地表之冠,是牛、豬產業仿效的對象,替農業經濟模式立下標竿,但也種下巨大隱憂,這一切是如何發生的?

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