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【Gene思書齋】豬玀紀,失落的世界(二):那裡的恐龍科學嗎?

➙➙豬玀紀,失落的世界(一):這是不折不扣的黑心商品

其他出包的恐龍狀況

恐龍這支稱霸中生代(Mesozoic)兩億五千一百萬年前至六千六百萬年前的陸生脊椎動物,首次出現於二疊紀(Permian,299─251 百萬年前)晚期,並在三疊紀(Triassic,251─199.6 百萬年前)中期成為優勢陸棲動物群,曾支配全球陸地生態系統超過一億六千萬年之久。如果把地球歷史的五十億年壓縮成一天廿四小時,恐龍大概在舞台上唱了四十六分鐘的戲,而我們智人則才出場不到一分鐘(約五十八秒)而已。

雖然名為《侏羅紀公園》或《侏羅紀世界》,但後者出場的霸王龍、迅猛龍、滄龍、重爪龍、似鱷龍、甲龍、三角龍、似雞龍、微角龍、厚頭龍、副櫛龍、愛德蒙托龍,主要出現在白堊紀(Cretaceous Period)的 145.5─65.5 百萬年前,長達八千萬年間,而非更早的侏羅紀。

只有翼龍、中棘龍、雙型齒龍、雷龍、劍龍才是出現在界於三疊紀和白堊紀之間的侏羅紀(Jurassic),約一億九千九百六十萬年前到一億四千五百五十萬年前。因此,《侏羅紀世界》應該改稱《白堊紀世界》(Cretaceous World)才比較確實,只是感覺就整個遜掉了。

《侏羅紀世界》的一大賣點是超大、超猛的滄龍。不過滄龍實際上是海洋爬行動物,並非恐龍,屬於鱗龍類,是身上覆蓋者重疊鱗片的爬行動物。《侏羅紀世界》裡的滄龍看來比一隻成年鯊魚大許多,一口吞下整條鯊魚只是塞牙縫。可是實際上滄龍只比一條鯊魚稍大,大概可達十四至十五公尺長,很少超過十八公尺長,滄龍科的成員也並非全都身軀龐大,有些小型滄龍大約才兩公尺長,和一隻鱷魚差不多。可是《侏羅紀公園》的滄龍估計長達兩百公尺!比所有已知的滄龍都還大。滄龍的泳速也不太可能像電影中那樣迅速到能躍出水面像鯨豚那樣表演,電影裡頭那隻也是人造怪物無誤。

迅猛龍一向是恐龍電影的大賣點,可是《侏羅紀世界》中的迅猛龍不僅沒羽毛,有幾處和實際的古生物學發現有出入,就像鳥一樣,迅猛龍缺少能做出電影中的那些表情的面部肌肉,尾巴也不會像電影中那麼靈活。同時,電影中的迅猛龍體型都太大了,真實的迅猛龍的大小和一隻火雞差不多而已。迅猛龍是否像《侏羅紀世界》裡那樣集體獵食呢?有可能的,不過證據僅來自美國蒙大拿州的一處化石,幾隻迅猛龍圍在食物周圍。

《侏羅紀世界》中的翼龍看來很耍寶,可是實際上翼龍無法像電影中那樣把遊客捉起來在空中拋來拋去,牠們的體力無法辦到。翼龍是飛行爬行動物,並非恐龍。雙翼的翼膜由皮膚、肌肉、其他軟組織構成,從身體兩側延展到極長的第四手指上。翼龍沒有牙齒,可能吃魚為生,過去許多電影都把翼龍搞成有牙齒的怪物,雖然翼龍沒有強到把人叼上天,可是《侏羅紀世界》裡的翼龍沒有牙齒,算是比較精確些的。

在電影中,肉食恐龍如暴龍和迅猛龍都被描繪得異常兇殘,而草食恐龍如三角龍和雷龍等則溫馴可親近。如果真的到了「侏羅紀世界」,這種刻版印象恐怕會要命。大型草食動物,如河馬和大象,在非洲每年都造成許多人死亡,像看來頗無害的河馬,大嘴的咬合力之強,連鱷魚都不見得是對手。河馬性格暴躁且攻擊性極強,是世界上最危險的動物之一,更是非洲每年殺死最多人的動物,勝過看似凶猛的獅子、鱷魚、毒蛇等猛獸,每年約有三千多人喪命其大嘴下。另外,每年也有好幾百人喪命大象、野牛腳下。所以還是敬那些大型草食恐龍而遠之,以策安全吧。

恐龍的基因工程

科學家真的能夠從琥珀的蚊子體內得到恐龍血、萃取到 DNA 嗎?

根據古 DNA 研究專家長年的經驗分析發現,DNA 很難存在超過一百五十萬年仍保持足夠的完整度,更何況要萃取六千五百萬年到上億年的 DNA,就算有超低溫保存又防宇宙射線,也不見得能夠辦到。古 DNA 研究的開山祖師,瑞典裔德國科學家帕波(Svante Pääbo)在他的好書《尼安德塔人:尋找失落的基因組》(Neanderthal Man: In Search of Lost Genomes)中有詳細闡明(請參閱〈尋覓尼安德塔人的失落基因體〉))。

搞笑的是,《侏羅紀世界》裡頭的的蚊子 Toxorhynchites 體內是抽不到任何一丁點恐龍 DNA的,因為牠們其實不吸血,而是吸食果汁、蜜汁和樹汁等等,吃素的。即使是吸血的蚊子,也會有個問題──抽到的 DNA 絕大部分是蚊子的 DNA,要怎麼海底撈針找到恐龍專屬的 DNA 呢?這恐怕是天大的挑戰。因此,利用取得真正的恐龍 DNA 來複製出恐龍,恐怕會是個胎死腹中的夢想。

為了製造《侏羅紀世界》的最大賣點之一帝王暴龍,遺傳學家使用暴龍、南方巨獸龍、迅猛龍、瑪君龍、食肉牛龍、皺褶龍屬、阿貝力龍、樹蛙、烏賊的基因,其聲可達一百四十分貝,前進的時速可達五十英哩。樹蛙讓牠躲過熱感應追蹤器的偵測、烏賊基因讓牠能在環境中變色、隱藏及快速成長,迅猛龍基因能讓牠和迅猛龍溝通。

在電影中,要混合多少種動物的基因當然是隨他們自己說,可是現實中基因不是一個獨立的運作單位,從鳥類的基因體來推估,恐龍很可能有約兩萬個基因,和人類差不多。基因之間有互相複雜的交互作用來製造出一個完整健康的個體,並不是塞進樹蛙的基因,恐龍就會有樹蛙的能力,也要其他基因能夠完美配合才行。我們現在對基因運作所知還有限,未來廿、卅年都不見得能夠隨心所欲地調配基因定製動物。

除了那隻異常聰穎兇殘的帝王暴龍,《侏羅紀世界》的吳博士也很明確地告訴他那位還在狀況外的老闆:園區裡頭所有恐龍全都是基因工程的產物。因為他們的理論假設,即使拿到恐龍的 DNA,也不太會是完好無缺的,他們勢必要用其他動物的基因體來填補空缺。這在學理上反倒是可行的,因為儘管許多動物看起來差異甚大,可是大部分基因的功能都是相當保守的,尤其是親緣關係愈近的物種,擁有相似基因的比例就愈高,例如人和黑猩猩可能只有不到 2% 的基因是有顯著差異的。

如果我們勉強接受《侏羅紀公園》能取得部分恐龍 DNA 而用其他動物 DNA 來填補空缺的想法,那就如吳博士說的,他們其實並沒有純種恐龍,園區裡所有恐龍都是基因工程的產物,所以沒有任何一隻恐龍的遺傳組成和侏羅紀或白堊紀時期的恐龍一模一樣。

如此一來,帝王暴龍就不是首隻基因混合的恐龍。在回應生物學家和恐龍迷的抨擊時,導演其實大可用此設定回應,說《侏羅紀世界》的遺傳學家只是製造出「看似」恐龍的基因混合動物,不需要負責任地吐槽說那不是紀錄片,可見他們根本不關心科學,而只是想賺錢而已。

《侏羅紀公園》提到用蛙的基因體來填補恐龍基因體的空缺,在當時有一定的道理,因為當時基因體研究還才剛剛興起,鳥的基因體研究還完全未開始,在脊椎動物中,蛙的遺傳研究及基因體大小都比較可用。這個設定現在看來頗不實際,因為蛙是兩棲動物,而恐龍是羊膜動物,現生羊膜動物包括鳥類、爬行動物和哺乳動物。羊膜動物比兩棲動物更適應陸地生活,不需要像兩棲動物那樣需要生活在潮濕的環境,因為羊膜動物會生下包括堅固的透氣皮質或堅硬的蛋,裡頭還有促進呼吸與提供廢物處理的尿膜,腎臟與大腸適合保持水分,大部分哺乳類更演化出胎盤等結構。用蛙來填補恐龍 DNA 的空缺,那些恐龍恐怕要天天泡在水裡頭才能生存吧?

因此還是用鳥吧!如上所述,鳥類是由獸腳類恐龍演化而來的,基因體和恐龍最相像。最近哈佛大學的演化生物學家利用藥物改造 FGF 和 WNT 的訊號傳遞,成功地讓雞的嘴巴長得更像迅猛龍一些[1];科學家也知道鳥類共同祖先中至少有六個和牙齒相關的基因當時被「關閉」了[2];透過基因表現的分析,科學家也瞭解鳥類的指骨和恐龍的指骨之間的關係[3]。藉著演化基因體學的研究,我們愈來愈清楚鳥類和恐龍的差異可能源自何處。

而且何必想要從琥珀的蚊子中抽取到恐龍的 DNA 呢?不如用演化基因體學的方法來推估恐龍和鳥類基因體究竟可能差異在哪,這個方法比電影中的方法實際。有朝一日,科學家不是不可能利用鳥類來打造恐龍模樣的生物,複製「侏羅紀公園」就不會是空想了,我們要做的,就是研究非鳥類恐龍到鳥類恐龍之間,在基因體的層次上發生了啥有意義的變化,然後用逆向工程為之,不信的話請看以下影片:

延伸閱讀:

豬玀紀,失落的世界(一):這是不折不扣的黑心商品

豬玀紀,失落的世界(三):只為了娛樂,其實把劇情搞得更糟

引用文獻:

1. Bhullar BA, et al. A molecular mechanism for the origin of a key evolutionary innovation, the bird beak and palate, revealed by an integrative approach to major transitions in vertebrate history. Evolution. 2015 May 12. doi: 10.1111/evo.12684. [Epub ahead of print]↩
2. Meredith RW, et al. Evidence for a single loss of mineralized teeth in the common avian ancestor. Science. 2014 Dec 12;346(6215):1254390. doi: 10.1126/science.1254390. Epub 2014 Dec 11.↩
3. Wang Z, et al. Transcriptomic analysis of avian digits reveals conserved and derived digit identities in birds. Nature. 2011 Sep 4;477(7366):583-6. doi: 10.1038/nature10391.↩

參考資料:

Danielle Andrew. 5 Science Facts Jurrassic World Totally Ignored. IFL Science. June 25, 2015.
Laura Geggel and LiveScience. Awesome Dinos, Iffy Science Inhabit Jurassic World. Scientific American. June 18, 2015.
Linda Qiu and Dan Vergan. ‘Jurassic World’ Dinosaurs Stuck in the 1980s, Experts Grumble. National Geographic. NOVEMBER 27, 2014
NICHOLAS ST. FLEUR. A Paleontologist Deconstructs ‘Jurassic World’. The New York Times. JUNE 12, 2015.
MANOHLA DARGIS. Review: In ‘Jurassic World,’ the Franchise Feeds the Beast. The New York Times. JUNE 11, 2015.
Mark Mancini. 6 Amazing Mosasaur Facts to Prepare You For ‘Jurassic World’. Mental Floss. June 9, 2015.
Joshua A. Krisch. Here’s The Real Science Behind Jurassic World. VOCATIV. 06/12/15.

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene

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關於作者

Gene Ng

來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋