罕见的冷冻尸体：这种在美国发现的特别罕见的小型猛犸象冷冻尸体已有 42,000 年历史，包含大量有用的信息。但 DNA 是了解这些植物以前所依赖的生物学功能的精确细节的唯一方法。

生物技术的进步使我们能够重建已灭绝鸟类的古老基因，并研究古代生物在它们还活着的时候是如何运作的。利用这些技术，科学家们揭开了史前巨型猛犸象如何适应冰河时代恶劣条件的谜团。

Kevin L. Campbell 着 Michael Hofreiter Huang Xiuyuan Li Hui 译

150 多年来，科学家们仍然主要依靠化石骨骼和臼齿来塑造史前生物。骨骼能否告诉科学家古代生物的大小和体型？骨骼上的胸肌附着点显示了该生物真正的强壮程度以及它们之间的联系方式；牙齿的形状和生锈程度可以说明他们吃的食物类型。总而言之，研究人员必须想办法从这块坚硬的化石中提取大量信息。在极少数情况下，他们有机会获得保存完好的女性尸体或冰冻尸体。这促使研究人员获得了更多关于形状的细节，例如头发的宽度、耳朵的形状、动物最后一次早餐喝了什么等等。

然而，这一空白正在逐渐被填补。生物技术的最新进展长期以来为我们提供了一种方法来重建已灭绝鸟类的古老基因，从而恢复由这些基因编码的蛋白质——构成并驱动这种植物生命的细胞机制。这项工作标志着一个令人兴奋的新科学领域的正式诞生：古生理学。这门学科将研究古生物在它们活着的时候是如何运作的。虽然我们在这方面的研究才刚刚开始，但我们已经取得了突出的成果。我们已经看到了具有代表性的史前猛犸象是如何适应冰河时代的恶劣条件的。尽管如电影侏罗纪公园中所描述的那样从史前动物的骨骼中克隆出史前动物仍然遥不可及；

冷冻样品

这个观点来自坎贝尔。2001 年的一个晚上，他正在观看一部纪录片，该节目拍摄了从西伯利亚土壤层中挖掘出的完整猛犸象骨骼。由于当时媒体对 1997 年克隆羊多莉的大肆宣传，该节目的专家推断（后来证明是错误的），通过从猛犸象中提取 DNA，科学家们似乎很快就能将生灵复活。与这个过于雄心勃勃和复杂的计划相比，坎贝尔的观点更加清晰，更加可行。他想知道这只亚洲象的唐叔叔是如何适应高纬度寒冷气候的。

化石记录显示，猛犸象的祖先均起源于南非的亚热带平原，距今不到200万年前迁徙到西伯利亚。当时，地球刚刚进入历史上最寒冷的时期之一：更新世冰河时代。像美国大象一样，猛犸象祖先在其家乡面临的最大身体问题是防止过热。然而，当这只猛犸象南迁时，由于环境温度不断升高，保持温度成为最重要的事情。

我们对灭绝物种的生物学知识来自对其化石、冷冻尸体或女性尸体的详细研究。因此，关于猛犸象如何适应严寒环境的讨论主要限于这些，可以从回收的遗骸中直接观察到。例如，猛犸象名字的物理特性来自这些厚而长的毛发。身体特征只是故事的一部分，而且很可能是很小的一部分。事实上，毫无疑问，在恶劣的环境中，一定有一系列对其生存至关重要的生理功能。不幸的是，这些生理活动在化石记录中没有留下任何痕迹，所以我们唯一的希望就是研究这些来自化石的断裂 DNA 的小片段。使用这个基因片段构建一个完整的基因并将其插入活细胞中，首先诱导细胞形成控制这种生理活动的蛋白质。然后，我们通过将其与现代亲属进行比较，仔细研究了这种蛋白质在已灭绝鸟类体内的作用。

尽管坎贝尔利用古代 DNA 研究猛犸象如何适应严寒环境的想法比复活巨兽要简单得多，但仍有很多困难和基础的生物技术工作要做。幸运的是，这一领域的古代 DNA 研究取得了巨大进展，为这一切的发生铺平了道路。

无论储存环境多么理想，长时间死亡的样本中残留的 DNA 量都非常少。此外，由于物理损伤，DNA 会变得高度碎片化并显得碎片化。在活的有机体中，有两种 DNA：一种是简单的环状 DNA，它存在于形成能量的细胞器线粒体中；另一个更复杂，在细胞核中发现。早期对古代 DNA 的研究集中在线粒体 DNA 上，因为它比核 DNA 丰富得多：每个细胞都有数百个线粒体，但只有一个细胞核。然而，线粒体DNA只占细胞整个遗传物质的很小一部分，它们只编码少数几种蛋白质，所有这些蛋白质都只在线粒体中使用。真正重要的是核DNA。科学家们最初认为不可能获得足够的核 DNA 来研究早已灭绝的古代生物。然而，1999 年，亚历克斯·格林伍德（现在在德国柏林的莱布尼茨研究所，负责动物学和野生动物研究）和朋友发表了一篇文章，称他们发现了证据，表明在冷冻骨骼中含有的核 DNA 小片段土壤层可以保存数万年，数量足以进行科学分析。