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遠古的DNA可能握有拯救瀕危物種的關鍵。

 

對於Mike Bunce來說，遠古澳大利亞原生動物們的皮膚、骨頭和糞便，遠比牠們其他部位的總合還重要！因為它們是通往過去的時光機。Bunce是西澳大利亞的莫道克大學遠古DNA實驗室領導者，他的工作是搜尋已經死亡很久的動物和植物殘骸，並找出如何保護牠們還活在現代的後裔。

 

被稱為“保存古生物學”（conservation paleobiology）的這個新興科學領域，非常需要配合碳定年法（carbon dating）的化石和遠古花粉分析、遠古的DNA以分析及回答瀕危物種的歷史，像是發現數百年前瀕危物種在哪裡生活，以及牠們如何應付了環境的巨大變化。如同Bunce解釋的，這個領域只有在最近才得到很多成果，這都要感謝有關現代物種基因構造的知識日益增加，以及現有的基因工具和DNA分析的成本下降。

 

Bunce說：「現在科學家們有多樣的基因工具可以用，而這些工具在管理現代族群上有意義上的影響。不過這只有在幫助我們了解像是生物在過去如何喪失多樣性時才是自然的。」而分析遠古DNA不只是一個幻想形式的化石分析。

 

雖然化石記錄可能顯示一個特別的物種住在一個地方幾萬年，阿德雷德大學澳大利亞遠古DNA中心（Australian Centre for Ancient DNA，ACAD）主任Alan Cooper表示，但這些化石的基因可能揭示“整個基因類型的消失和新的族群侵入”。Cooper補充：「這是一個對化石記錄的全新看法。」

 

了解一個物種過去住在哪裏，可以幫助人類決定如何把動物重新放到一個新的區域或如何讓現代動物混種。Bunce說：「如果我們正在尋找如何重新建立一個看起來跟以前一樣的生態系統，那我們就需要知道幾千年前有什麼東西住在那邊，而不是只有幾百年。」

 

舉例來說，Bunce團隊已經發現毛尾袋鼠（woylie）這種幾乎遍及整個西南澳大利亞地區的小型有袋動物，在過去十年數量急劇減少。Bunce說：「我們可以說，這個遺傳特徵過去曾經在整個西南地區移動。」

 

但現在只有一些被孤立的毛尾袋鼠族群留下。「所以我們不能太想去混種這些族群，因為在過去牠們肯定有關聯。」這研究也發現，當200年前歐洲人與野生動物抵達時，毛尾袋鼠已經失去大約90%的遺傳多樣性；但也不是完全消失。

 

Bunce說：「遺傳多樣性需要時間去建構。你可以用現代的遺傳學工具去決定繁殖特定的動物們，以促進基因交流。」但是並非所有現代動物族群都可以被混種。

 

Jeremy Austin，澳大利亞遠古DNA中心（Australian Centre for Ancient DNA，ACAD）副主任，最近使用數千年前的博物館樣本，去測定現代的維多利亞和新南威爾斯搖滾沙袋鼠（Victorian and NSW rock wallabies）過去生活在哪些地區。

 

Austin說，因為兩者屬於完全不同的基因譜系，混種可能導致“糟糕的遺傳效應”，所以繪出牠們過去的活動範圍，意味著現在的天然資源保護論者知道哪一種類型的動物可以再引入到哪些特定地區。

 

做為澳大利亞最受鍾愛的動物之一，袋獾（又稱為塔斯馬尼亞惡魔），也是需要遠古DNA伸出援手幫忙的動物之一。因為缺乏遺傳多樣性，多達70%的袋獾已經感染了面部腫瘤疾病，這是一種在袋獾間可以傳播的接觸傳染性癌症。最近，科學家已經發現，在塔斯馬尼亞西北部有一群袋獾，有可能可以抵抗這疾病，因為牠們有一個不同的主要組織相容性複合體（major histocompatibility complex，MHC）基因家族的變種。

 

這種蛋白質內的MHC基因碼，確保身體對外來組織啟動一個免疫反應。如果兩個動物都有相同的MHC基因，癌組織從第一隻轉移到第二隻時不會被排斥，而且還會允許癌症紮根。Austin和他的團隊在使用博物館樣本的DNA時，找出袋獾可能在何時失去牠們MHC基因的遺傳多樣性，和這種疾病在過去對於遺傳方面的影響。

 

Austin說：「最重要的問題是，袋獾是在數千年前就已經感染這種病，直到歐洲人出現，同時讓牠們在喪失遺傳多樣性後才開始大量減少嗎？或者是這疾病因為受益於低遺傳多樣性而意外崛起？」Austin說，如果袋獾從這疾病中存活下來，那麼知道有多少過去的遺傳多樣性被保存下來是很重要的，因為這樣可以評估牠們能夠承受多少環境的變化或新種疾病。

 

Cooper說，遠古DNA也可以告訴我們，物種們如何回應氣候變遷。科學家們正在忙著模擬平均溫度上升時的氣候改變，但沒有太多人關心這會對動物和植物產生多少衝擊，因為複雜的生態系統對氣候的反應是難以預料的。

 

Cooper說：「這就是保存古生物學（conservation paleobiology）特殊的地方。例如，你想從過去快速氣候變化的時期中收集資訊，來看到你無法從過去區區幾百年的紀錄就可以看到的結果。」

 

Cooper說，觀察距今18,000至10,000年間（從最後一次冰河期到全新紀的開始）的動物DNA，可以讓我們觀察到地球暖化而作的一個巨大“實驗”。「最令人驚訝的東西…是族群對氣候回應的物力論（dynamism）是如何的激烈；族群的巨大起伏，有滅絕、遷徙和置換。如果我們想要預測在全球暖化下，溫度的改變會造成什麼結果，我們就絕對需要瞭解保存古生物學。」

 

但是不管研究人員有多厲害，可以由過去推斷未來，也不管尖端技術變得如何先進，他們還是得受制於過去的條件而試著碰碰運氣。

 

Bunce說，對於遠古DNA研究來說，澳大利亞是一個有挑戰性的地方。因為炎熱的氣候下很難有完整的殘骸。

 

Bunce說：「南極的環境允許保存DNA的條件可以上達百萬年，但我們可以從澳洲條件中取出最老的DNA大約2萬年左右。」Bunce的團隊經常從洞穴採集沉積物，像是西澳大利亞西南部的石窟做分析，因為他們最有可能在劇烈的溫度波動中被保護。

 

Cooper說，科學家們總是和細微的DNA碎片一起工作，也總是需要這些在特殊狀況下被保存的DNA樣本。Cooper說：「這可以提供我們在有限的樣本數量中做研究。」

 

Austin表示這項工作是不可或缺的。

 

澳大利亞過去200年來有最高的陸地脊椎動物滅絕率，另外還有很多物種都在瀕危名單中。

Austin說：「不管有什麼荒謬的理由，我們都應該在第一線使用遠古DNA，去嘗試拯救僅存下來的生物。」

 

 

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