猛犸象

猛犸象

長鼻目象科動物
猛犸象(Mammuthusprimigenius),又名毛象(長毛象),是一種适應寒冷氣候的動物。曾經是世界上最大的象之一,其中草原猛犸體重可達12噸。猛犸象和亞洲象是在480萬年前,由相同的祖先分支下來的;而非洲象則是在大約730萬年前,更早地從這個族譜中分離出來的。 身高體壯,有粗壯的腿,腳生四趾,頭特别大,在其嘴部長出一對彎曲的大門牙。一頭成熟的猛犸,身長達5米,體高約3米,與亞洲象相近,門齒長1.5米左右,它身上披着黑色的細密長毛,皮很厚,具有極厚的脂肪層,厚度可達9厘米。 最後一批猛犸象大約于公元前2000年滅絕,曾是石器時代人類重要的狩獵對象,在歐洲的許多洞穴遺址的洞壁上,可以看到早期人類繪制的它的圖像,這種動物一直存活到一萬年以前,在阿拉斯加和西伯利亞的凍土和冰層裡,不止一次發現冷凍的屍體。
    中文名: 拉丁學名:Mammonteus primigenius 别名: 界:動物界 門:脊索動物門 亞門:脊椎動物亞門 綱:哺乳綱 亞綱:獸亞綱 目:長鼻目 亞目:真長鼻亞目 科:象科 亞科: 族: 屬:猛犸象屬 亞屬: 種: 亞種: 分布區域:分布于歐洲、亞洲、北美洲的北部地區 命名者及年代: 保護級别: 中文學名:猛犸象 中文别名:猛犸、長毛象 是否滅絕:已滅絕

外形特征

猛犸在長鼻目中的體型是巨大的。猛犸中已知最大的種類草原猛犸,肩高4.5米,重達10-12噸,個别雄性的體重超過12噸,但是大部分種類的猛犸(如真猛犸象)隻有現代亞洲象那麼大。一頭成熟的猛犸,身長達6米,體高約3米,門齒長1.5米左右。它身上披着黑色的細密長毛,皮很厚,具有極厚的脂肪層,厚度最厚可達9厘米。

猛犸象頭骨比現代的象短而高。體被棕褐色長毛。從側面看,它的背部是身體的最高點,從背部開始往後很陡地降下來,脖頸處有一個明顯的凹陷,表皮長滿了長毛,其形象如同一個駝背的老人。

無下門齒,上門齒很長,向上、向外卷曲。臼齒由許多齒闆組成,齒闆排列緊密,約有30片,闆與闆之間是發達的白垩質層。

栖息環境

猛犸象源于非洲,早在新石器時分布于歐洲、亞洲、北美洲的北部地區,尤其是凍原地帶,體毛長,有一層厚脂肪可隔寒,夏季以草類和豆類為食,冬季以灌木、樹皮為食,以群居為主。存活于480萬年到4000年前的上新世時期。最後一批西伯利亞猛犸象大約于公元前2000年滅絕,那時正好是埃及建立金字塔的時代。從猛犸象的身體結構來看,它具有極強的禦寒能力。與現代象不同,

它們并非生活在熱帶或亞熱帶,而是生活在北半球的第四紀大冰川時期,生存于亞歐大陸北部及北美洲北部更新世晚期的寒冷地區。猛犸象化石出土最多的地方是在北極圈附近。阿拉斯加用象牙化石做屋門,北冰洋沿岸俄羅斯領海中有一個小島,島上的猛犸象化石遍地都是。這些化石是冰塊流動時從岸邊泥土中帶出的,堆積到了這個小島上。由于猛犸象絕滅不過一萬年的時間,而在自然界中化石的形成需要2.5萬年,所以猛犸象的化石都是半石化的。

生活習性

基于對他們的近親現代象的研究,猛犸的懷孕期可能長達22個月,一胎隻生育一個後代。他們的社會結構可能與非洲象或者亞洲象相似,雌性生活在由一個雌性首領領導群體中,同時雄性單獨生活或者在性成熟之後生活在松散的小群中。

物種曆史

在氣候寒冷的更新世(大約公元前180萬年至公元前1萬年),它們廣泛生活在歐亞大陸北部。距今約1萬年前,猛犸象陸續滅絕,這被視作一個冰川時代結束的标志。

發現的所有猛犸象遺體中,有超過80%的是在西伯利亞東部遼闊的薩哈共和國(Sakha Republic)的永凍土地帶發現的。

物種複活

有望複活

美國《大衆科學》網站2011年1月18日報道題:日本研究人員宣稱計劃在5年内複活長毛猛犸象。

京都大學榮譽退休教授入谷秋良領導的一群日本研究人員已經開始計劃用新的克隆技術複活滅絕已久的長毛猛犸象。這些研究人員希望在5或6年内複活一隻新生的猛犸象。如果成功,它将成為冰河時代以來首隻誕生的猛犸象。

由于猛犸象死亡的時間較近(同恐龍相比),并且它們生活和死亡時的天氣極為寒冷,北極地區留下了很多保存較為完好的猛犸象遺體。過去數年中,人們開始對克隆這種動物産生興趣,但總是遇到各種問題。令人惱火的是,讓猛犸象得以完好保存的因素———冰雪和寒冷的氣溫———同時也使這種動物的DNA遭到極大破壞,給克隆工作造成障礙。

過去,克隆猛犸象的工作已有了一些小的進展,比如對其DNA圖譜的繪制工作已近完成———得益于人們發現,這種動物毛發中的角蛋白使其中的DNA得到相當完好的保存。但是,實際上提取猛犸象冰凍DNA的工作一直都未能取得成功。

然而,去年一項新的進展給猛犸象克隆者帶來了希望。理研發育生物學中心的一名專家研發了一種新的細胞核提取技術。他用這項技術從一隻在同猛犸象最後栖息地相同的溫度環境中冰凍了16年的老鼠身上提取有效DNA。入谷秋良及其團隊根據該技術創造了一種方法,從而成功從猛犸象的卵子中提取了細胞核。這是複活猛犸象過程中最重要的進展。

當然,這不是唯一的障礙。猛犸象的細胞核必須植入去除細胞核的大象卵細胞中,以便培育出擁有猛犸象DNA的胚胎,然後這個胚胎将被植入一頭大象的子宮内。克隆冰凍動物的成功率隻有大約30%,而且盡管大象和猛犸象在遺傳學上非常相似,但是引導大象誕下一隻猛犸象将是非常困難的。

多種說法

針對複活猛犸象問題,科學界有多種不同意見。一直以來,多國科學家緻力于猛犸象的研究,并希望有一天能利用現代克隆技術将猛犸象複活。俄羅斯科學家在1989年就着手在西伯利亞建立“侏羅紀公園”,希望重現猛犸象所存在的冰河時期的生态環境,将這裡打造成為猛犸象的侏羅紀公園。

2008年,一些科學家稱,他們通過對從一具冰凍的猛犸象骸骨中提取的DNA樣本分析,已破譯了大約3000萬個“字母”的遺傳密碼,盡管這隻相當于全部遺傳密碼的1%左右。國際科學家小組成員、美國賓夕法尼亞州立大學斯蒂芬妮·舒斯特博士在《科學》雜志上宣布了他們最新研究成果。盡管對于猛犸象的複活,質疑聲一直不斷,但是成功破譯猛犸象遺傳密碼顯然已經重新燃起科學家對克隆猛犸象的興趣。

2008年11月20日,英國《每日郵報》報道,美國科學家通過一團猛犸象的毛發,成功破譯出這個史前龐然大物80%的基因組。盡管這是一團毫無光澤的毛發,卻使科學家在複活猛犸象的道路上又向前邁進了一步。

一些研究人員建議使用冰凍猛犸象屍體的皮膚或毛發克隆猛犸象。領導此項研究的賓夕法尼亞州立大學教授斯蒂芬妮·舒斯特博士說:“從理論上講,通過破譯這個基因組,我們可以獲取重要的信息,将來有一天,隻要将獨特的猛犸象DNA序列融入現代象的基因組中,這些信息或能幫助其他研究人員複活猛犸象。”

但是,西澳大利亞默多克大學古生物DNA實驗室主任邁克爾·邦斯(MichaelBunce)博士給舒斯特教授潑了一瓢涼水。他說:“掌握某種生物的DNA代碼并不意味着我們可以通過遺傳手段實現重造滅絕生物體的美好願望。”

三大疑問

有科學家指出,複活猛犸象有三大難題:

難題一:提取沒有發生變質和損傷的DNA。科學家若将猛犸象克隆成功,一定要确保從冰凍的猛犸象遺骸中提取完整的DNA,而且DNA要保持原有的活性。但從早已滅絕的猛犸象遺骸上取得的DNA是支離破碎的。想拼湊完整的可能性不大。如果細胞核受到損傷,克隆的可能性就非常小了。

難題二:細胞核移植的技術難題。有了完整的細胞核,接下來就是要找到匹配的卵細胞。可以在現代動物中找到和猛犸象血緣關系最近的近親,比如非洲象。提取雌象的卵細胞,然後把猛犸象的細胞核移植到卵細胞中。隻有從活的細胞中取出細胞核,然後再将該細胞核植入去核的卵細胞中,才有可能将猛犸象克隆成功。

難題三:借腹懷胎難以控制排斥反應。新的細胞分裂發育成胚胎後,面臨的問題就是為猛犸象找到合适的代孕媽媽。借腹懷胎面臨的最大難關是如何讓猛犸象胚胎在代孕媽媽子宮内着床、發育直至順利生下猛犸象。對于移植過來的胚胎,母體勢必會産生免疫排斥反應,猛犸象胚胎可能在還沒有形成器官前就被消滅掉。

前路漫漫

猛犸象的複活計劃現在看來還隻是邁出了一小步,還有很長的路要走,面臨的困難也非常多。但是如果能通過克隆技術成功複活猛犸象,對于拯救瀕危動物是非常有利的,也是一大突破性進展。有專家稱,克隆技術可能成為瀕危物種延續種族的唯一希望。

2009年,猛犸象巡展負責人透露,日本的專家曾經對皮毛血肉俱全的大卡進行過特殊的掃描:“結果讓人驚訝,大卡腦子裡的部分腦幹細胞居然是活躍狀态。”至此,複活猛犸象的計劃不再是個天方夜譚,再次被提到了日程上來。

大約每一個科學迷都會滿懷激動地問:“當我們破譯了全套遺傳信息之後,是不是可以克隆一頭猛犸呢?”

要克隆猛犸,僅知道50%~70%的基因序列是不夠的。不過猛犸毛發樣品豐富,基因測序技術也日漸完善,隻要科學家們拿到足夠科研基金,總有一天會破譯出100%的遺傳信息。經過與現存大象基因組的比對,也能最終把基因順序、每條染色體的組成都弄明白。那麼下一步就是依照基因序列,合成DNA,創建染色體。這可不容易,迄今為止科學家合成的最長的DNA也不過含有58萬個堿基對。猛犸如果和非洲象一樣,含有40多億堿基對,56條染色體的話,平均下來需要合成的每條DNA大分子将含有近一億對堿基,比現有紀錄要高出200倍!

合成好遺傳物質後,下面的工作将更為棘手。首先要把所有的染色體包裹成一個細胞核。美國加州大學聖叠戈分校的道格拉斯·福布斯(DouglassForbes)建議把合成的染色體放入非洲爪蟾(XenopusLaevis)的細胞提取物中,科學實驗已經證明,在合适的條件下,染色體能自行組裝成細胞核。那麼,如何把細胞核導入卵子之中呢?首先,要采集卵子就大大不易。且不說大象差不多每4個月才排出一顆卵子,光看看她龐大的身軀,深埋在體表半米之下的卵巢,再加上通向卵巢道路上厚達1.3米、連性交後都不破裂、僅開一小口的産道,就知道要得到這顆卵子有多麼不容易。還好,科學家們發現,可以将死象身上的卵巢組織取下冷凍起來,需要時移植到其他實驗室動物———譬如老鼠———身上,加以激素調節,也有可能産生健康的卵子。

最後,科學家們将把在青蛙細胞提取物裡組裝好的猛犸細胞核,移植到小老鼠身上生成的大象卵子之中,再通過不可思議的奇妙手術,把這顆受精卵送到大象的子宮内。經過漫長的兩年懷胎,如果一切順利,一頭灰色的亞洲母象将發現自己剛剛生下一頭長着長毛的小小猛犸象。

克隆計劃

一個國際科研團隊在俄羅斯東部雅庫特一個永久凍土猛犸象墓地中發現了一副獨特的猛犸象殘骸。這支考察隊的負責人、雅庫茨克市東北聯邦大學猛犸象博物館館長塞米揚-吉利古爾耶夫表示:“8月份的發現還包括這頭猛犸象柔軟的脂肪組織、毛發和骨髓等。”更重要的是,據說該發現包括“活”細胞,這在猛犸象研究領域尚屬首次發現。

2013年12月,俄羅斯研究人員在西伯利亞永久凍土層中發現保存完好的猛犸身體組織完美保存的猛犸身體組織有望不久将實現克隆計劃。

2013年8月份,一支國際研究小組在俄羅斯東部雅庫特偏遠地區的永久凍土猛犸墓地中發現奇特的物質,俄羅斯東北聯邦大學猛犸博物館主管謝苗-戈裡格伊夫稱,發現的物質包括:猛犸軟體脂肪組織、毛發和骨髓。

更為重要的是,這項最新研究還首次發現猛犸“活細胞”,科學家對這些細胞非常感興趣,相比之下冷凍細胞中的DNA已被破壞,克隆工作需要完整的動物DNA結構。這些完好的猛犸組織保存在地下100米深處,很可能在永久凍土地帶中保存已有1萬年以上。

一支國際研究小組認為這些猛犸“活細胞”可用于克隆複活猛犸,同時,這項猛犸考古研究更進一步地增強了來自不同國家科學家之間的合作。這項研究的詳細資料發表在近期出版的科學期刊上。

一位研究小組成員透露稱,明年将在美國國家地理頻道觀看到詳細的相關猛犸紀錄片。倍受争議的韓國科學家黃禹錫曾表示希望使用猛犸身體組織,據悉,基于2011年在拉普捷夫海發現的猛犸金黃色毛發,黃禹錫曾嘗試克隆一頭1萬年前的幼年猛犸。

倫敦國家曆史博物館的艾德裡安-利斯特教授稱,這可能是迄今發現最完整的猛犸屍體。為了發現較為完整的猛犸屍體,尤其是存在着肉體組織、毛發和皮膚,隻能在西伯利亞最偏遠地區進行挖掘。

科學家稱兩百萬年前冰河時期猛犸進化自非洲象,它們的體型是現代大象的兩倍,長着較長的獠牙,有利于與掠食者進行搏鬥,還可将冰雪中的草類植物撥挑出來。

大多數猛犸死亡于10000-12000年前,但是科學家發現大約公元前3750年阿拉斯加州仍有幸存的猛犸,最後存活的猛犸生活在遠離西伯利亞海岸的弗蘭格爾島,它們一直存活至公元前1650年。

一種觀點認為,早期人類的捕獵行為和氣候變化結合在一起,最終導緻猛犸滅絕。

何去何從

如果真有一天,一隻小猛犸誕生了,它将如何面對這個世界呢?也許它将在科學研究所的高牆和玻璃窗後度過一生?也許它将望着那些它祖先從未見過的衣冠楚楚的人類發愣?也許它會不甘寂寞,會咆哮、暴躁、困惑、憂郁、試着找尋其他猛犸?也許它會在疾病和孤單中默默死去?

但也許,人們太悲觀了,它或許還是有地方可去。從1989年開始,俄羅斯的科學家塞爾蓋·茲莫夫(SergeyZimov)在西伯利亞東北部的切爾斯基市發起重建“侏羅紀公園”的計劃。在這裡一片方圓160公裡的土地上,更新世末期的許多植被完好地保留下來。日本和俄羅斯的科學家在過去的幾年中,已經往該地區重新引入了馴鹿、駝鹿、麝香鹿、庫亞特野馬等數種曾與猛犸一起活躍在萬年前的動物。據稱,當該地食草動物的數量和植被分布相對穩定之後,科學家們還打算引進一些大型食肉動物,如西伯利亞虎,以期構建更為完整的生态圈。

道德之争

美國“國家地理新聞頻道”曾經報道稱,日本基因科學家計劃利用基因技術讓史前生物披毛猛犸象重現世間,并再造一座侏羅紀公園來收容各種“複活”的物種。

猛犸象最早出現在400萬年前的非洲大陸上,披毛猛犸象則主要生活在西伯利亞。冰川期的岩洞壁畫中繪有這種龐然大物,它肩高3.4米,重達7噸。莫斯科生态及進化研究所的猛犸象研究專家安德瑞(AndreiSher)說:“我們的祖先不但和猛犸象休戚與共,甚至還捕獵它們,這真難以想象。”

目前西伯利亞的永凍層裡埋藏着大約1000萬隻保存極好的猛犸象遺骸,日本科學家希望可以利用這些猛犸象化石中的生殖組織,在其現代近親印度象體内繁殖,克隆出猛犸象個體,最終實現他們建設一個侏羅紀公園的設想。日本近畿大學的基因工程部主任認為這一方案完全可行。

然而現在最大的挑戰是必須找到能繁衍後代的披毛猛犸象DNA,雖然在人煙稀少的西伯利亞搜尋一個完整的披毛猛犸象細胞好似海底撈針,科學家表示可以利用一種先進的手段,從冰層下的披毛猛犸象遺骸上提取DNA,而且他們已經在北西伯利亞為未來的新生猛犸象找到了一片家園。這個複制出來的古生态公園還能容納巨鹿等其他滅絕的物種。

然而許多專家對這個主意嗤之以鼻,說它科學上行不通,道德上不負責。

“古生物的DNA早就成了碎片,我們現在不可能集齊這成千上萬的碎片來孕育一隻小猛犸象。即使能找到完整的細胞,也不能保證它是健康的,如果基因有錯誤,那就會導緻出生缺陷。”英國倫敦學院大學的一位古生物學家說,“而且自然的猛犸象栖息地也不複存在了,複活一個物種使之成為熱門的旅遊景點,這道德嗎?”

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