利用蛋白质序列测定技术解开进化之谜

利用蛋白质序列测定技术解开进化之谜 最近，科学家解开了一个困扰人类近 200 年的进化谜题，它与达尔文所称的“有史以来发现的最古怪的”那群动物有着紧密的联系。 该讨论由美国自然历史博物馆和约克大学共同主持。通过对蛋白质序列的测定，讨论者能够回溯的时间跨度要大于 DNA 序列测定，最高可超出后者 10 倍。 伊恩·巴恩斯既是美国自然历史博物馆的讨论带头人，又参加了文章的撰写。他解释道：“虽然人们已经讨论这些动物的骨骼 180 多年了，但还是没弄清它们的起源。为了解决这个问题，我们分析工作的第一步就是讨论古代动物的 DNA。” 罗斯·麦克菲是该文章的一位作者，也是美国自然历史博物馆哺乳动物部的负责人。他说：“南美洲有蹄类动物在哺乳动物谱系中的分类归属问题始终是摆在古生物学家面前的一个难题。从解剖学的意义上讲，它们都是些古怪的混合体，身上集中显现了许多动物的特征。那些动物遍布南美各地，种类庞杂且相互间没有亲缘关系。在 19 世纪早期，这是个让达尔文和他的合作者理查德·欧文大惑不解的现象。所有事实相互矛盾，因此他们不能肯定这些有蹄动物跟哪种动物有亲缘关系，是巨型啮齿动物、大象，还是骆驼之类的动物。” 然而，讨论小组很快发现，在这些化石中找不到古生物体 DNA 的残留物，因为在温湿的环境下，比如南美洲那种典型的气候环境里，DNA 分子是少有存留的。于是讨论者掉转方向，开始对胶原蛋白进行分析，并由此取得了突破性的进展。 胶原蛋白是一种结构蛋白质，可以在所有动物的骨骼中找到。它能在各种环境下持续存在 100 万年，甚至更久。氨基酸是蛋白质的基本成分，从根本上看，氨基酸的化学结构取决于生物体 DNA 中特定的编码序列。由于有了这一层重要关系，人们才能对不同物种的同类蛋白质的氨基酸成分进行对比分析，并对物种之间的亲疏远近有更深刻的认识。 “人们已经成功地从化石标本中复原了胶原蛋白的序列。这些化石的历史长达 400 万年。不过，这只是开了个头而已。”约克大学的教授马修·柯林斯说，排序工作就是在他的实验室里进行的。“根据理论，假如我们的讨论对象是出土于永冻层的古生物残骸，那么我们就能跨越 1000 万年，回到过去。” 科学家运用蛋白质分析法对 48 块箭齿兽和长颈驼的化石进行了筛选。180 年前，达尔文在乌拉圭和阿根廷发现的正是这些动物的遗骸。“我们只拣选那些保存得极为完好的骨骼标原来做讨论，并对蛋白质分析法进行了各种改进...