音頻科普:-骨頭裏的膠原蛋白也是一種“指紋”嗎-
發布時間:2020-09-11
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音頻科普:-骨頭裏的膠原蛋白也是一種“指紋”嗎-

  

  人骨化石(圖片來源:見參考文獻)

  探尋人類的起源之謎一直是考古學領域的重要課題。然而在許多考古遺址中,考古學家總是苦於(yu) 沒有足夠完整的人類化石,用來推斷這些遠古人類活動的時期和狀態。這無疑給相關(guan) 的史前研究帶來了諸多困難。

  通常情況下,考古學家鑒別人骨化石的年代是一種有損分析。“有損”意味著必須要有一部分的骨頭化石作為(wei) 犧牲,經過一係列的檢驗,才能獲取相關(guan) 的年代信息。正因如此,博物館等機構並不樂(le) 意提供完整的化石用於(yu) 測試性的檢驗。

  另一方麵,遺址挖掘本身也並不能總是獲得完整無損的人骨化石。一般考古學家需要根據骨骼的形態特征,才能做出該化石種屬的判斷。所以最終,可供考古學家進行研究的材料往往隻能是一些信息量極少、不知種屬的碎骨片。

  

  DNA分析(圖片來源:pixabay)

  不過現在,基於(yu) 質譜的新技術能夠讓科學家從(cong) 碎骨裏提取出DNA,分辨出其種屬。這讓許多過去懸而未決(jue) 的考古學難題有了被解答的可能。2010年,來自德國的進化人類學研究者,宣布他們(men) 成功對出土的人骨化石進行了DNA分析。這宣告了使用現代基因鑒定技術鑒別古代人種的時代已經來臨(lin) 。

  在新的技術中,科學家首先將碎骨片放置於(yu) 強酸或強堿中提取膠原蛋白。提取後,通過胰蛋白酶在膠原蛋白特定的位置上進行裁切。之後,放入質譜儀(yi) 中進行相應的分析。在這項技術裏,膠原蛋白就如同一種獨一無二的“指紋”。由於(yu) 不同的物種所呈現出的特征圖譜各不相同,因此科學家就可以依次進行比對,判斷出碎骨所在的種屬。

  膠原蛋白由數百個(ge) 多肽化合物組成,多肽的種類因不同種屬而異。膠原蛋白對動物形成骨骼、毛發、指甲等有重要作用。因此,考古學家可以反過來利用碎骨片中的膠原蛋白進行物種的分析研究。並且,隨著物種數據的完善,考古學家能夠獲得的信息也更加全麵。另外,通過這些“指紋”之間的細微差異,還能尋找出進化途徑中那些原本缺失的節點。

  

  基因測序設備(圖片來源:pixabay)

  直到今天,這項技術已經可以用極低的成本和極少的樣品進行考古分析。並且,研究者利用這項技術可以在短時間內(nei) 分類出大量碎骨所屬的物種。在2014年的一個(ge) 考古遺址研究中,科學家就利用這項技術分析了超過800個(ge) 骨頭樣本,從(cong) 中分類出了猛獁象、披毛犀等冰河時代的物種,甚至還發現了最重要的尼安德特人化石。

  同樣利用這項技術,近年來在丹尼索沃洞穴也取得了突破性的進展。對於(yu) 丹尼索沃人的研究可能是解決(jue) 人類起源問題的關(guan) 鍵。考古學家已經成功從(cong) 超過5000塊丹尼索沃洞穴出土的碎骨片中篩查出5塊人骨化石,從(cong) 而順利地對人骨化石的基因組開展研究。

  不僅(jin) 如此,配合測年分析和基因測序等多項現代技術,科學家能夠將考古遺址中采集到的所有小碎骨利用起來,從(cong) 中描繪出古代人類的生活圖譜。例如,他們(men) 進行采集與(yu) 狩獵的方式,他們(men) 的族群關(guan) 係,以及他們(men) 所掌握的生產(chan) 技術等。所有問題的答案,都埋藏在這些數以千計、在過去看似無用的碎骨化石中。



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