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恐龍骨骼中的DNA和骨細胞

作者: (Dr Jonathan Sarfati)
译者: 中国创造论团契 (chinesecreationscience.org)

2012年12月11日發表
123rf.com/Eakkachai Ngamwuttiwong9012-trex

十五年前瑪麗▪史懷哲(Mary Schweitzer)博士在恐龍骨骼中發現了軟組織,對進化論和均變論產生了顛覆性的衝擊1。這些軟組織包括血細胞、血管和一些蛋白質,如膠原蛋白等。根據測得的降解速率,即使將它們保存於零度(不考慮恐龍生活的溫暖氣候),這些組織也不可能存留6500萬年(進化論者認為恐龍滅絕於6500萬年前)2。在一個深受大眾歡迎的電視節目中,瑪麗▪史懷哲博士說:

“我們想一想看,根據我們所知道的,包括化學和生物學的定律,這些組織都不應該存在了,應該被完全降解了”。3

在一篇科技論文中,她寫道:

根據生物化學研究的資料推測,在年齡超過一百萬年的化石裡不可能存在原有的生物分子,而人們卻在這個保存完好的恐龍化石中發現了膠原蛋白,這表明我們應該使用實際的自然條件來模擬計算生物分子的降解率,而不是脫離大自然的實際情況,在理想的實驗室條件下對生物分子的降解率進行推算。4

作為一名嚴謹的科學家,在恐龍化石中發現了富有彈性的血管和其他軟組織後,瑪麗▪史懷哲博士又完整地複查實驗資料。一篇報導引述了瑪麗▪史懷哲博士的話:

“這些發現令人十分震驚,直到實驗重複了17次後,我才相信這個結果”。5

其他進化論者看到這個發現對他們的年老地球論(譯注:認為地球存在億萬年的理論)非常不利,便宣稱:這些血管是微生物形成的生物膜,這些血細胞是富含鐵元素的微球6。但這忽視了瑪麗▪史懷哲博士提供的大量證據。並且她也詳細的回復了這些說法7,8,雖然史懷哲自己仍然還是相信年老地球的理論9

恐龍的骨細胞和蛋白質

瑪麗▪史懷哲博士的近期研究使人更難相信恐龍化石有千百萬年的歷史。她對有名的霸王龍(Tyrannosaurus rex MOR 112510)和大型鴨嘴龍(卡納登西斯短冠龍Brachylophosaurus canadensis MOR 259811)的骨骼化石進行了分析。骨骼是神奇的結構,通過精妙設計的骨鈣蛋白作用13,它能在壓力下重塑12。骨鈣蛋白在這只據稱有1.2億年的最著名的鴨嘴龍(Iguanadon)14化石中被發現。骨骼中最多的細胞是骨細胞,它們有特別的分支結構,能夠連接其他骨細胞,並且在“緊急應激反應”中發揮“至關重要的作用”10

James D. San Antonio, Mary H. Schweitzer, Shane T. Jensen, Raghu Kalluri, Michael Buckley, Joseph P. R. O. Orgel. (2011). 恐龙肽 意味着 蛋白续航力的机理.PLoS ONE 6(6): e20381. doi:10.1371/journal.pone.0020381
9012-trex-bone-1

瑪麗▪史懷哲博士的團隊仍然使用螯合劑EDTA清除骨骼中的堅硬礦物,然後在兩種恐龍骨骼中都發現了“帶樹突分支的、透明的細胞樣的微觀結構[這種分支結構和人們預期會在骨細胞中看到的一樣],有些細胞還含有內部結構”。

他們還使用抗體來檢測肌動蛋白和微管蛋白,這兩種球蛋白存在於脊椎動物細胞內,用於製造微絲和微管。兩種恐龍的蛋白質與鴕鳥和鱷魚的蛋白質有著相似的抗體結合模式。這些蛋白在細菌中沒有,因此排除了污染的可能性。在實驗中,這些抗體沒有與產生生物膜的細菌結合,“說軟組織結構源於生物膜是無法成立的。”10他們還檢測了膠原蛋白,一種纖維狀動物蛋白質,並且發現它存在於這些恐龍骨骼中,而不存在於化石周圍的沉積物中。

此外,由於肌動蛋白、微管蛋白和膠原蛋白並不是骨骼特有的蛋白質,所以他們還檢測了高度特異的骨細胞蛋白質PHEX(Ph osphate-regulating e ndopeptidase, X-linked,即X連鎖磷酸鹽調節內肽酶),該蛋白在硬骨礦物的沉積上起著至關重要的作用。不出所料,他們用PHEX特異性抗體檢測到了這種獨特的骨骼蛋白15。能夠檢測到骨骼特異性蛋白是證實存在骨細胞的有力證據。

年老地球論所存在的問題正如他們所提出的:

生物死後,細胞一般很快被完全降解,那麼恐龍的“骨細胞”和組成骨細胞的分子是如何經過中生代(進化論聲稱的恐龍年代)的而被保存在骨骼化石中的呢?10

為解決這個難題,他們提出骨骼能保護這些細胞,防礙細菌對細胞的降解。骨骼也能夠阻礙細胞在自我降解之前的膨脹。他們還提出礦物晶體表面能夠吸附並破壞酶蛋白,後者是細胞降解的催化劑。他們又提出鐵也會起到重要作用,鐵會造成蛋白質之間互相交聯,加強其穩定性,同時還有抗氧化的功能。

事實上,到目前為止,這些發現從聖經造論者的角度來看是合理的。某些蛋白質的降解速率與4500年的時間框架(4500年前發生了挪亞洪水)相吻合,但與億萬年的時間框架不相符。然而,由於此類軟組織容易被細菌分解,能看到4500年前的蛋白甚至細胞微觀結構仍然令人驚奇。上述觀點可以幫助解釋它們何以存留幾千年的時間,但能存留億萬年的時間就難以置信了,因為上述保留方法不能阻止它們在漫長的歲月中被正常的水解作用所破壞16

恐龍 DNA

在發現恐龍的DNA之後,年老地球論者面臨的挑戰就更加尖銳了。在0℃時DNA穩定保存的上限是12.5萬年。10℃下是1.75萬年,20℃下是0.25萬年2。最近一份報導解释:

范德堡大學生物科學系的副教授及該研究項目的負責人艾希曼(Brandt Eichman)說:”一般人認為DNA’堅如磐石’,但事實上,DNA的化學性能很活躍。”
由於細胞內正常的化學反應,加之環境中的輻射和有毒物質的影響,如香煙、燒烤食品和工業廢物等,在正常的一天內,人類細胞內的DNA中會有一百萬的鹼基被破壞。17

最近一份關於DNA的論文指出,DNA在骨骼中存留的時間可能超過其他組織的400倍18。儘管如此,DNA的存留時間也無法達到進化論所認為的恐龍滅絕(6500萬年前)至今的時間。該研究得出的資料表明:DNA在25℃下完全降解的時間是2.2萬年,15℃下是13.1萬年,5℃下是88.2萬年。儘管有時DNA能保存於-5℃下,它能保存的時間也不超過683萬年,這才是進化論假定時間的十分之一。研究人員指出:

然而即使在最佳的-5℃條件下,我們的模型計算出,在680萬年後DNA鏈會被完全分解(即DNA鏈被分解為平均長度1個鹼基對的片段),這就表明不可能從8000-8500萬年的白堊紀骨骼中擴增出含有174個鹼基對的DNA片段18

然而瑪麗▪史懷哲博士的團隊通過三種不同方式都檢測到了恐龍DNA。事實上,其中一種化學檢測方法和特異性抗體的方法是專門針對雙鏈DNA構型的。這就表明恐龍DNA被保存得非常完好,因為低於10個鹼基對的短鏈DNA不能形成穩定的雙鏈結構。染色劑DAPI19嵌入穩定的雙螺旋結構的小溝中,那就需要更多的鹼基對(如下圖所示),染色剂PI20亦是DNA嵌入试验的一种。

commons.wikimedia.orgDNA-DAPI
染色劑DAPI嵌入到DNA雙螺旋結構的小溝內

年老地球論者對此發現的回應又是“DNA遭受污染”。但事實上,DNA並不是到處都能找到,而是僅見於“細胞”內部的某些區域。其圖像與鴕鳥細胞內的情況完全一樣,而用同樣的檢測方式在(從別處取得的)生物膜中得到了根本不同的圖像。這就足以排除細菌污染,因為在複雜細胞(如人和恐龍細胞)內,DNA被儲存於一個小的區域——細胞核中。

而且,瑪麗▪史懷哲博士的團隊檢測到一種特別的蛋白質,稱為H4組蛋白。這不僅是為古老地球論製造問題的又一種蛋白質,而且它是DNA特異蛋白(DNA是去氧核糖核酸,帶負電,而組蛋白是鹼性,帶正電,因此二者相互吸引)。在複雜生物細胞內,組蛋白像微小線軸,DNA繞在它上面22,但細菌中沒有組蛋白。因此瑪麗▪史懷哲等說,“這些資料支援恐龍細胞中的DNA並非來源於微生物。”11

結論

瑪麗▪史懷哲早期的言論說得很到位:

這看起來完全像現代骨骼的情況,我當然不敢相信。我對實驗室的技術員說:“畢竟這些骨骼有 6500萬年的歷史,血細胞怎麼能保存那麼久呢?21

但是,這恰恰說明了她的思維被年老地球論框架局限了。更合理而且也更科學的問題應該是:

這看起來像現代骨骼,我已經看到血細胞和血管,並且檢測到血紅蛋白、肌動蛋白、微管蛋白、膠原蛋白、組蛋白和DNA。真正的科學表明它們不能保存6500萬年。但是我看不到所謂的億萬年歷史,所以我們應該拋棄年老地球論的錯誤教條。

參考文獻及註解

  1. Schweitzer, M.H. et al., Heme compounds in dinosaur trabecular bone, PNAS 94:6291–6296, June 1997. See also Wieland, C., Sensational dinosaur blood report! Creation 19(4):42–43, 1997; creation.com/dino_blood. 回上一頁.
  2. Nielsen-Marsh, C., Biomolecules in fossil remains: Multidisciplinary approach to endurance, The Biochemist, pp. 12–14, June 2002. See also Doyle, S., The real ‘Jurassic Park’? Creation 30(3):12–15, 2008; creation.com/real-jurassic-park and Thomas, B., Original animal protein in fossils, Creation 35(1):14–16, 2013. 回上一頁.
  3. Schweitzer, M., Nova Science Now, May 2009, cross.tv/21726. See also Wieland, C. And Sarfati, J., Dino proteins and blood vessels: are they a big deal? creation.com/dino-proteins, 9 May 2009. 回上一頁.
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  6. Kaye, T.G. et al., Dinosaurian soft tissues interpreted as bacterial biofilms, PLoS ONE 3(7):e2808, 2008 | doi:10.1371/journal.pone.0002808. 回上一頁.
  7. Researchers debate: Is it preserved dinosaur tissue, or bacterial slime? blogs.discovermagazine.com, 30 July 2008. 回上一頁.
  8. Wieland, C., Doubting doubts about the Squishosaur, creation.com/squishosaur-doubts, 2 August 2008. 回上一頁.
  9. Yeoman, B., Schweitzer’s dangerous discovery, Discover 27(4):37–41, 77, April 2006. See also Catchpoole, D. and Sarfati, J., Schweitzer’s dangerous discovery , creation.com/schweit, 19 July 2006. 回上一頁.
  10. Classification code—M useum o f the R ockies. 回上一頁.
  11. Schweitzer, M. H. et al. Molecular analyses of dinosaur osteocytes support the presence of endogenous molecules, Bone, 17 October 2012 | doi:10.1016/j.bone.2012.10.010. See also Thomas, B., Did scientists find T. Rex DNA? icr.org/article/7093/, 7 November 2012. 回上一頁.
  12. 卡爾•威蘭, 橋樑與骨骼工程, Creation 12(2):20–24, 1990; creation.com/bones-ct. 回上一頁.
  13. Sarfati, J., Bone building: perfect protein, J. Creation 18(1):11–12, 2004; creation.com/bone. 回上一頁.
  14. Embery G., Milner A.C., Waddington R.J., Hall R.C., Langley M.S., Milan A.M., Identification of proteinaceous material in the bone of the dinosaur Iguanodon, Connect Tissue Res. 44 Suppl1:41–6, 2003. The abstract says: “an early eluting fraction was immunoreactive with an antibody against osteocalcin.” 回上一頁.
  15. 從雞體內開發出來的抗體與恐龍PHEX結合,但不與鱷魚的PHEX蛋白結合。史懷哲一直用她的資料推動恐龍進化成鳥的教條,但是對早期這些宣稱的回應,參見Menton, D., Ostrich-osaurus discovery? creation.com/ostrich-dino, 28 March 2005. See also Sarfati., J., Bird breathing anatomy breaks dino-to-bird dogma, creation.com/dino-thigh, 16 June 2009. 回上一頁.
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  19. 4′,6-diamidino-2-phenylindole, a fluorescent stain. DAPI can bind to a 12-bp piece of DNA, as long as there are 4 A-T pairs, according to Larsen, T.A. et al., The structure of DAPI bound to DNA, Journal of Biomolecular Structure and Dynamics 7(3):477-491, 1989 | doi:10.1080/07391102.1989.10508505. 回上一頁.
  20. Propidium iodide (C27H34I2N4), a fluorescent stain. 回上一頁.
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  22. Schweitzer, M.H., Montana State University Museum of the Rockies; cited on p. 160 of Morell, V., Dino DNA: The hunt and the hype, Science 261(5118):160–162, 9 July 1993. 回上一頁.