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恐龙骨骼中的DNA和骨细胞

作者:

123rf.com/Eakkachai Ngamwuttiwong9012-trex

十五年前玛丽▪史怀哲(Mary Schweitzer)博士在恐龙骨骼中发现了软组织,对进化论和均变论产生了颠覆性的冲击1。这些软组织包括血细胞、血管和一些蛋白质,如胶原蛋白等。根据测得的降解速率,即便将它们保存于零度(不考虑恐龙生活的温暖气候),这些组织也不可能存留6500万年(进化论者认为恐龙灭绝于6500万年前)2。在一个深受大众欢迎的电视节目中,玛丽▪史怀哲博士说:

“我们想一想看,根据我们所知道的,包括化学和生物学的定律,这些组织都不应该存在了,应该被完全降解了”。3

在一篇科技论文中,她写道:

根据生物化学研究的数据推测,在年龄超过一百万年的化石里不可能存在原有的生物分子,而人们却在这个保存完好的恐龙化石中发现了胶原蛋白,这表明我们应该使用实际的自然条件来模拟计算生物分子的降解率,而不是脱离大自然的实际情况,在理想的实验室条件下对生物分子的降解率进行推算。4

作为一名严谨的科学家,在恐龙化石中发现了富有弹性的血管和其他软组织后,玛丽▪史怀哲博士又完整地复查实验数据。一篇报导引述了玛丽▪史怀哲博士的话:

“这些发现令人十分震惊,直到实验重复了17次后,我才相信这个结果”。5

其他进化论者看到这个发现对他们的年老地球论(译注:认为地球存在亿万年的理论)非常不利,便宣称:这些血管是微生物形成的生物膜,这些血细胞是富含铁元素的微球6,但这忽视了玛丽▪史怀哲博士提供的大量证据。并且她也详细的回复了这些说法7,8,虽然史怀哲自己仍然还是相信年老地球的理论9

恐龙的骨细胞和蛋白质

玛丽▪史怀哲博士的近期研究使人更难相信恐龙化石有千百万年的历史。她对有名的霸王龙(Tyrannosaurus rex MOR 112510)和大型鸭嘴龙(卡纳登西斯短冠龙Brachylophosaurus canadensis MOR 259811 )的骨骼化石进行了分析。骨骼是神奇的结构,通过精妙设计的骨钙蛋白作用13,它能在压力下重塑12。骨钙蛋白在这只据称有1.2亿年的最著名的鸭嘴龙(Iguanadon)化石中被发现14。骨骼中最多的细胞是骨细胞,它们有特别的分支结构,能够连接其他骨细胞,并且在“紧急应激反应”中发挥“至关重要的作用”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.00203819012-trex-bone-1

玛丽▪史怀哲博士的团队仍然使用螯合剂EDTA清除骨骼中的坚硬矿物,然后在两种恐龙骨骼中都发现了“带树突分支的、透明的细胞样的微观结构[这种分支结构和人们预期会在骨细胞中看到的一样],有些细胞还含有内部结构”。

他们还使用抗体来检测肌动蛋白和微管蛋白,这两种球蛋白存在于脊椎动物细胞内,用于制造微丝和微管。两种恐龙的蛋白质与鸵鸟和鳄鱼的蛋白质有着相似的抗体结合模式。这些蛋白在细菌中没有,因此排除了污染的可能性。在实验中,这些抗体没有与产生生物膜的细菌结合,“说软组织结构源于生物膜是无法成立的。”10 他们还检测了胶原蛋白,一种纤维状动物蛋白质,并且发现它存在于这些恐龙骨骼中,而不存在于化石周围的沉积物中。

此外,由于肌动蛋白、微管蛋白和胶原蛋白并不是骨骼特有的蛋白质,所以他们还检测了高度特异的骨细胞蛋白质PHEX(Ph osphate-regulating endopeptidase, X-linked,即X连锁磷酸盐调节内肽酶),该蛋白在硬骨矿物的沉积上起着至关重要的作用。不出所料,他们用PHEX特异性抗体检测到了这种独特的骨骼蛋白15。能够检测到骨骼特异性蛋白是证实存在骨细胞的有力证据。

年老地球论所存在的问题正如他们所提出的:

生物死后,细胞一般很快被完全降解,那么恐龙的“骨细胞”和组成骨细胞的分子是如何经过中生代(进化论声称的恐龙年代)的而被保存在骨骼化石中的呢?10

为解决这个难题,他们提出骨骼能保护这些细胞,防碍细菌对细胞的降解。骨骼也能够阻碍细胞在自我降解之前的膨胀。他们还提出矿物晶体表面能够吸附并破坏酶蛋白,后者是细胞降解的催化剂。他们又提出铁也会起到重要作用,铁会造成蛋白质之间互相交联,加强其稳定性,同时还有抗氧化的功能。

事实上,到目前为止,这些发现从圣经造论者的角度来看是合理的。某些蛋白质的降解速率与4500年的时间框架(4500年前发生了挪亚洪水)相吻合,但与亿万年的时间框架不相符。然而,由于此类软组织容易被细菌分解,能看到4500年前的蛋白甚至细胞微观结构仍然令人惊奇。上述观点可以帮助解释它们何以存留几千年的时间,但能存留亿万年的时间就难以置信了,因为上述保留方法不能阻止它们在漫长的岁月中被正常的水解作用所破坏16

恐龙 DNA

在发现恐龙的DNA之后,年老地球论者面临的挑战就更加尖锐了。在0℃时DNA稳定保存的上限是12.5万年。10℃下是1.75万年,20℃下是0.25万年2。最近一份报导解释:

范德堡大学生物科学系的副教授及该研究项目的负责人艾希曼(Brandt Eichman)说:“一般人认为DNA’坚如磐石’,但事实上,DNA的化学性能很活跃。”

由于细胞内正常的化学反应,加之环境中的辐射和有毒物质的影响,如香烟、烧烤食品和工业废物等,在正常的一天内,人类细胞内的DNA中会有一百万的碱基被破坏17

最近一份关于DNA的论文指出,DNA在骨骼中存留的时间可能超过其他组织的400倍18。尽管如此,DNA的存留时间也无法达到进化论所认为的恐龙灭绝(6500万年前)至今的时间。该研究得出的数据表明:DNA在25℃下完全降解的时间是2.2万年,15℃下是13.1万年,5℃下是88.2万年。尽管有时DNA能保存于-5℃下,它能保存的时间也不超过683万年,这才是进化论假定时间的十分之一。研究人员指出:

然而即使在最佳的-5℃条件下,我们的模型计算出,在680万年后DNA链会被完全分解(即DNA链被分解为平均长度1个碱基对的片段),这就表明不可能从8000-8500万年的白垩纪骨骼中扩增出含有174个碱基对的DNA片段18

然而玛丽▪史怀哲博士的团队通过三种不同方式都检测到了恐龙DNA。事实上,其中一种化学检测方法和特异性抗体的方法是专门针对双链DNA构型的。这就表明恐龙DNA被保存得非常完好,因为低于10个碱基对的短链DNA不能形成稳定的双链结构。染色剂DAPI19嵌入稳定的双螺旋结构的小沟中,那就需要更多的碱基对(如下图所示),染色剂PI20 亦是DNA嵌入试验的一种。

commons.wikimedia.orgDNA-DAPI
染色剂DAPI嵌入到DNA双螺旋结构的小沟内


年老地球论者对此发现的回应又是“DNA遭受污染”。但事实上,DNA并不是到处都能找到,而是仅见于“细胞”内部的某些区域。其图像与鸵鸟细胞内的情况完全一样,而用同样的检测方式在(从别处取得的)生物膜中得到了根本不同的图像。这就足以排除细菌污染,因为在复杂细胞(如人和恐龙细胞)内,DNA被储存于一个小的区域——细胞核中。

而且,玛丽▪史怀哲博士的团队检测到一种特别的蛋白质,称为H4组蛋白。这不仅是为古老地球论制造问题的又一种蛋白质,而且它是DNA特异蛋白(DNA是脱氧核糖核酸,带负电,而组蛋白是碱性,带正电,因此二者相互吸引)。在复杂生物细胞内,组蛋白像微小线轴, DNA绕在它上面22,但细菌中没有组蛋白。因此玛丽▪史怀哲等说,“这些资料支持恐龙细胞中的DNA并非来源于微生物。”11

结论

玛丽▪史怀哲早期的言论说得很到位:

这看起来完全像现代骨骼的情况,我当然不敢相信。我对实验室的技术员说:“毕竟这些骨骼有6500万年的历史,血细胞怎么能保存那么久呢?”21

但是,这恰恰说明了她的思维被年老地球论框架局限了。更合理而且也更科学的问题应该是:

这看起来像现代骨骼,我已经看到血细胞和血管,并且检测到血红蛋白、肌动蛋白、微管蛋白、胶原蛋白、组蛋白和DNA。真正的科学表明它们不能保存6500万年。但是我看不到所谓的亿万年历史,所以我们应该抛弃年老地球论的错误教条。

相关媒体

参考文献

  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. 回上一页.
  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. 回上一页.
  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. 回上一页.
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  8. Wieland, C., Doubting doubts about the Squishosaur, creation.com/squishosaur-doubts, 2 August 2008. 回上一页.
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  15. 从鸡体内开发出来的抗体与恐龙PHEX结合,但不与鳄鱼的PHEX蛋白结合。史怀哲一直用她的数据推动恐龙进化成鸟的教条,但是对早期这些宣称的回应,参见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. 回上一页.
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  19. 4′,6-diamidino-2-phenylindole, a fluorescent stain. 回上一页.
  20. Propidium iodide (C27H34I2N4), a fluorescent stain. 回上一页.
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