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骨膠原破解「最奇怪動物」身世

2015/3/24 — 19:00

長頸駝 (Macrauchenia) 
Credit: Illustration by Peter Schouten from the forthcoming book "Biggest, Fiercest, Strangest" (W. Norton Publishers, in production)

長頸駝 (Macrauchenia)
Credit: Illustration by Peter Schouten from the forthcoming book "Biggest, Fiercest, Strangest" (W. Norton Publishers, in production)

1831- 1836 年間,達爾文 (Charles Darwin, 1809-1882)小獵犬號 (HMS Beagle) 去到南美作考察,找到一些已滅絕的巨型哺乳動物化石,如長頸駝 (Macrauchenia)箭齒獸 (Toxodon) ,他發現這兩種動物的型相都違反當時生物分類的標準,更將牠們形容為「歷來所發現過的最奇怪動物 (strangest animals ever discovered) 」。

無他的,這是因為長頸駝有著長頸、長鼻,似足無峰的駱駝,而箭齒獸則是河馬頭、犀牛身,唯一共通之處是牠們都是有蹄動物 (ungulate) ,現代生物學家估計牠們是生活在 6000 萬年前的南美原生動物,並在 1.2 萬年前滅絕。但 180 年來,我們都無法斷定牠們屬於哺乳動物中的哪一個

箭齒獸 (Toxodon)
Illustration by Peter Schouten from the forthcoming book "Biggest, Fiercest, Strangest" W. Norton Publishers (in production)

箭齒獸 (Toxodon)
Illustration by Peter Schouten from the forthcoming book "Biggest, Fiercest, Strangest" W. Norton Publishers (in production)

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而在上周,謎底正式被英國分子生物學家解開[1]

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爭議持續這麼久,並非因為我們缺乏足夠化石研究,亦非沒有可行的解釋牠們的型態,而是長頸駝 和箭齒獸有齊其他有蹄動物的特徵,難以定奪其綱目。同時,由於化石年代已久,科學家此前無法抽取 DNA 分析其基因排序。

英國的研究團隊就選擇提取化石中的骨膠原 (collagen 或稱為膠原蛋白 ),因為骨膠原是骨的主要成份,其保存期亦比 DNA 高 9 倍,能找到兩者的基因排序相對較為容易。此後將之與貘 (tapir) 、河馬、土豚 (aadvark) 等的骨膠原排序對比。

結果顯示,長頸駝與箭齒獸同屬一目,是奇蹄目(Perissodactyla, 即馬、犀牛所屬的目)的近親,結束約二百年來的爭議。

團隊期望新技術未來能夠大幅改善,解開更多化石謎團。因為生物學家在是次的研究,只能在 45 個樣本的其中 5 個,成功獲取蛋白排序樣本。而以現時的技術,學者能從約有四百萬年歷史的生物化石獲取基因排序樣本。

來源:

Live Science, Darwin’s 'Strangest Animals' Finally Placed on Family Tree, 18 March 2015
Nature, Mystery of Darwin's 'strange animals' solved, 18 March 2015

報告:
[1] Welker, F., Collins, M.J., Thomas, J.A. & et al. (2015). Ancient proteins resolve the evolutionary history of Darwin’s South American ungulates. Nature (2015), Published online 18 March 2015. doi:10.1038/nature14249

文/ac

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