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1、第16卷第2期地球科学进展Vol.16No.22001年4月ADVANCEINEARTHSCIENCESApr.,2001文章编号:100128166(2001)0220163209X古代生物分子与分子考古学赖旭龙(中国地质大学地球科学学院,湖北武汉430074)摘要:分别论述了从古DNA、古蛋白质、类脂化合物等古代生物分子的尺度去研究人类的起源和迁移,动、植物的家养和驯化过程及早期农业的发展,考古点动植物残骸的精确鉴定,新的定年技术以及古气候的变化等与考古学相关的许多重要问题。对分子考古学及其应用进行了综述,并就在我国开展分子考古学研究提出了展望。关键词:分子考古学;古D
2、NA;古蛋白;生物标志化合物;稳定同位素中图分类号:Q911文献标识码:A古学是同一事,但实际上两者被无形间隔离开来。1引言随着现代分子生物学、有机地球化学的理论和古代生物分子包括以古DNA及古蛋白(氨基实验技术的不断发展,尤其是从标本中提取出古代[1]酸、骨胶原蛋白等)为主的古代生物大分子,以及人生物的DNA后,继后又分别从埃及木乃伊中提[2]们经常使用的生物标志化合物。取古DNA以及从1700多万年前的木兰化石中[3]考古学是研究人类历史中有关人类及其活动的提取出首例化石DNA以来,在全球范围内掀起了科学。而古生物学是研究人类历史以前保存在地层研究古DNA的热潮,取得了
3、许多重要的研究成[4]中的生物遗体和遗迹的科学。在考古学和古生物学果。古DNA的开创性研究工作不仅开辟了一个之间大致以新石器时代和旧石器时代作为时间上的新的重要研究领域,同时也促进了公众对古DNA分界,旧石器时代及其以前的地质历史时期的古生研究的兴趣。物由古生物学家们研究,新石器时期以来的生物和在世界上掀起古DNA研究热潮的同时,以一人类文明的研究则属考古学和历史学研究范畴。古些有机地球化学家为主体的科学家们则开始调整他生物学与考古学之间的界线大致划在1万年左右,们的研究方向,从过去的油气、沉积环境、成岩作用实际上两者之间的分界线无论是在时间上还是在研等领域转向用生物小分子
4、(生物标志化合物)分析技究的对象上都不是很决然的。一些考古学家也会研术来研究古代的生物演化、生活习性、气候变化等领究1万年以前的全新世以前的古代生物的研究工作域。其中值得一提的是英国国家自然环境研究委员(尤其是古脊椎动物和古人类标本);而一些古生物会(NERC)在一些科学家的倡导下,于20世纪90学家们也会从事一些全新世以来的生物研究工作年代初投资190万英镑(加上NERC提供的各种博(如古脊椎动物、古人类、孢子花粉等)。但是在过去,士后、博士奖学金,实际投资远大于这个数目)启动无论是在东方国家还是西方国家,人们总是习惯地了“古代生物分子行动”(AncientBiomole
5、culesIni2把考古学归入社会科学这一文科范畴,而介于地质tiative-ABI,1993～1998),联合了英国16所大学学与生物学之间的古生物学则被归入到自然科学的和研究所的数十位现代分子生物学家、古生物学家、范畴。尽管在许多大众的心目中似乎古生物学和考考古学家、有机地球化学家有针对性地对古代X收稿日期:2000206212;修回日期:200020822413作者简介:赖旭龙(19642),男,湖南益阳市人,教授,现主要从事古生物学、沉积学及分子古生物学的教学和科研工作1E-mail:xllai@cug.edu.cn164地球科学进展第16卷DNA、古蛋白及其他生物
6、小分子在生物学、古生物以其占主导地位的生物科技产业。学、地质学及考古学领域的重要作用及其技术方法作为生物遗传物质的DNA,它是有腺嘌呤进行探索性研究。随着人们对古代生物分子研究的(Adenine2A)、鸟嘌呤(Guanine2G)、胞嘧啶(Cyto2不断深入,其保存机理和时限也得到重视,尽管现已sine2C)及胸腺嘧啶(Thymine2T)等4种碱基按一报道的有关古代DNA的最老年限有的到了距今定顺序排序而构成,DNA序列的不同构成了生物的[5][6]1.35亿年,但经过实验室的模拟实验和重复性多样性。古DNA实际上是指从已经死亡的古代生[7]实验的检验,人们发现古代DNA
7、并不能够保存物的遗体、遗迹中获得的DNA,它包括两方面的内很长时间,现在普遍认为古DNA最多能保存10万容:一是从几百年、几千年到上万年的没有石化或者[4,6,8]年;而骨胶原蛋白、氨基酸及其他生物小分子没有完全石化的材料—亚化石中提取的DNA;另一的保存年限相对DNA来说虽说能够长一些,但仍方面是指从数万年、数十万年、几百万年甚至到上亿[19]然是有限度的。现在大量实验表明,无论是古DNA、年的化石中所获得的DNA。古蛋白等生物大分子;还是类脂化合物、木质素等生1980年我国湖南医学院的专家们发表了有关物小分子,
