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(shí)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(lèi)型通常是苔原,以苔蘚、地衣為主,有時(shí)候一些淺根灌木也會(huì)在那里生存。即便環(huán)境十分惡劣,可供食用的植物不多,但依然吸引了許多動(dòng)物在那里繁衍生息。 當(dāng)那些在永久凍土上生活生物死去后,它們的尸體很可能腐爛,但任何未被分解和吃掉的東西都會(huì)變成了凍土的一部分,被封存起來(lái)。 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(dāng)完好,有時(shí)候甚至包括完整DNA。 也正因?yàn)檫@些生物質(zhì)在數(shù)千年間不斷積累,沒(méi)有機(jī)會(huì)完全分解并釋放碳,這使得永久凍土成為一個(gè)碳匯區(qū)域。 這幾年因?yàn)槿蜃兣?,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(shuō)氣候變暖和永久凍土融化是一個(gè)惡性循環(huán)的過(guò)程。 所以,在全球變暖的背景下,永久凍土受到了越來(lái)越多的關(guān)注。不過(guò)科學(xué)家僅僅研究?jī)鐾帘旧?,還有那些重見(jiàn)天日的遠(yuǎn)古生物遺骸,并試圖讓一些生物重生。 2012年,俄羅斯的科學(xué)團(tuán)隊(duì)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(shù)將其中一些種子“種出”了植株,打破世界紀(jì)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(wèn)題是,為什么3萬(wàn)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(jī)會(huì)復(fù)活嗎? 為什么3萬(wàn)年前的種子能重生? 在俄羅斯科學(xué)家再生3萬(wàn)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(shù)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(tuán)隊(duì)在一個(gè)古老的罐子里發(fā)現(xiàn)了一些棗椰樹(shù)的種子,這些種子被當(dāng)作食物儲(chǔ)存在那里。 △ 這是以色列復(fù)活的棗椰樹(shù),現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始結(jié)果了 到了21世紀(jì),有科學(xué)團(tuán)隊(duì)試圖讓這些種子重新發(fā)芽,經(jīng)過(guò)一些嘗試后,他們?cè)?005年的時(shí)候成功了。 有趣的是,他們種植出來(lái)的植物實(shí)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(méi)有滅絕,至今依然在西伯利亞苔原中繁衍生息。 故事開(kāi)始于2007年,一支來(lái)自俄羅斯、匈牙利和美國(guó)的科學(xué)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(gè)這樣的洞穴。 地松鼠有儲(chǔ)存食物過(guò)冬的習(xí)慣,它們?cè)诘叵峦诙矗⒆约涸谑澄镓S富期間收集到的食物儲(chǔ)存在其中,作為過(guò)冬口糧。 但是,地松鼠經(jīng)常不記得自己儲(chǔ)存食物的地方,所以科學(xué)家在這70個(gè)冬眠洞穴中收獲頗豐,他們累計(jì)收集到60萬(wàn)顆保存完好的各種果子和種子。 因?yàn)榈厮墒蟮亩囱ú⒉皇呛苌睿幵谟谰脙鐾两Y(jié)冰范圍內(nèi),所以這些果子和種子被很好的保存下來(lái)。 自從科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這些遠(yuǎn)古種子之后,就試圖讓它們重新發(fā)芽,經(jīng)過(guò)一些評(píng)估之后,柳葉蠅子草的種子是最有希望的。 科學(xué)最初嘗試的都是將那些成熟的種子發(fā)芽,就像以色列復(fù)活2000年前的棗椰樹(shù)種子一樣,但是經(jīng)過(guò)多年的嘗試都失敗了。 很明顯遠(yuǎn)古柳葉蠅子草的種子已經(jīng)全部失活,無(wú)法再發(fā)芽。 之后,科學(xué)家開(kāi)始轉(zhuǎn)向那些未成熟的種子——也就是果實(shí)本身,當(dāng)然這些種子沒(méi)法直接發(fā)芽,但是由于被一層果實(shí)和果皮包裹,內(nèi)部種子擁有活細(xì)胞的可能性會(huì)更大。 科學(xué)團(tuán)隊(duì)將提取出種子胚組織的活細(xì)胞,并通過(guò)現(xiàn)代克隆技術(shù),在2012年的時(shí)候?qū)⑦@些細(xì)胞培養(yǎng)成了植株,總共有培育出了36個(gè)樣本。 這次實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺晒χ饕袃蓚€(gè)原因: 一個(gè)要?dú)w功于柳葉蠅子草種子本身,因?yàn)樗鼈兊姆N子富含蔗糖,而蔗糖起到了防霧劑的作用,這就是科學(xué)家團(tuán)隊(duì)選擇這種植物再生的原因。 另一方面,這些種子的保存地點(diǎn)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(biāo)本看起來(lái)一模一樣,只有開(kāi)花之后會(huì)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(zhǎng)、間距更寬,還有更關(guān)鍵的一點(diǎn),經(jīng)過(guò)測(cè)試,再生標(biāo)本產(chǎn)生的種子百分百發(fā)芽,而現(xiàn)代標(biāo)本只有90%前后。 目前還沒(méi)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(fù)活嗎? 似乎讓一種植物復(fù)活遠(yuǎn)沒(méi)有讓一種動(dòng)物復(fù)活讓人興奮。 永久凍土中出土過(guò)相當(dāng)完好的猛犸象、披毛犀、洞獅、洞熊,以及劍齒虎,那么這些動(dòng)物有沒(méi)有機(jī)會(huì)復(fù)活呢? 其實(shí)答案是肯定的,非常有希望! 當(dāng)然不是直接讓死去的它們復(fù)活,而是通過(guò)現(xiàn)代的技術(shù)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(dòng)物中,猛犸象的呼聲是最高的,因?yàn)槊歪锵笤谔υ匣顒?dòng)可以刮掉層層積雪,從而冷空氣能夠到達(dá)土壤并維持永久凍土,一些學(xué)者認(rèn)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(xué)家們可以得到猛犸象的高質(zhì)量、非常完整的DNA樣本。 實(shí)際上,早在1994年,科學(xué)家就已經(jīng)對(duì)更新世的猛犸象進(jìn)行了測(cè)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(fù)責(zé)抗寒、皮毛、脂肪儲(chǔ)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(jī)會(huì)在雌性亞洲象的肚子里生出猛犸象來(lái)。 我看到2021年有報(bào)道稱(chēng),只要6年時(shí)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?yàn)樵S多遠(yuǎn)古病原體很可能會(huì)隨著永久凍土的融化而蘇醒,比如天花病毒,其實(shí)現(xiàn)在很多人是沒(méi)有打天花疫苗的。 |
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