蛋白质分析还原传世象标本真实身份

资料来源:C.GESNER，1551。

不幸的是，动物总是“狡猾”，分类学家不可避免地会犯错误。

汤姆·吉尔伯特和恩里科·卡佩里尼发现林奈的标本是非洲象，而不是亚洲象。

自然历史博物馆不会告诉游客，他们的标本在分类上漏洞百出，甚至一些重要的发现都是错误的，包括作为原型的典型动植物标本。

卡尔·林奈是现代生物分类和命名法的创始人。尽管林奈对动物和植物的分类通常是正确的，但他对一些物种的分类一直存在争议，包括亚洲象。丹麦哥本哈根的一个小组决定找出真相。

瑞典乌普萨拉，1753年

林奈几乎无法掩饰他对自己最新发现的兴奋和喜悦。“尽管这只小象来晚了，我还是很开心。尽管花费了很多时间和金钱，但这一切都是值得的。显然，它和一颗美丽的钻石一样珍贵。”1753年5月18日，他在给朋友的信中说。

在林奈的敦促下，瑞典国王阿道夫·弗雷德里克买了一个保存在酒精中的胎儿标本，以丰富其已经丰富的自然历史收藏。那时，欧洲人很少注意这种动物。林奈斯渴望尽快将这种动物纳入他的书《自然系统》中。

《自然系统》出版于1735年，此后一直定期更新。林奈增加了“类”和“顺序”两个分类级别。在此之前，“物种”是最基本的生物分类单位，而相似的“物种”被归类为“属”。林奈还将类似的“属”归为一个“目”，将类似的“目”归为一个“类”，以适应生物种类大量增加的新形势。这种分类方法一直使用到现在。

这只猫大小的大象已经成为大象的模型标本，并被列入“自然系统”，林奈称之为亚洲象。

尽管林奈认为大象起源于南亚，但他可能知道大象会出没于非洲，因为他应该知道类似的典故。例如，公元前3世纪，迦太基的总司令汉尼拔在与罗马的战争中使用了几十只装甲战象。然而，关于他是否知道他的标本来自非洲，仍然存在争议。

欧洲，18世纪晚期

18世纪末，学者们将非洲象视为一种特殊的物种。一个世纪后，非洲象根据它们的栖息地(森林和大草原)被分为两个种类。这两只大象都表现出非洲象属的特征——横向倾斜的牙齿。

区分成年亚洲象和非洲象非常容易:非洲象有更长的耳朵。然而，很难区分它们在胎儿时期的差异。19世纪，大象标本从斯德哥尔摩的皇家宫殿转移到瑞典自然历史博物馆，博物馆管理者开始质疑最有价值的收藏是否被贴错了标签。两名工作人员在一次学术会议上说，从某种程度上来说，这个标本看起来更像一头非洲象。关于这个问题的争论仍然困扰着博物馆现任的科学总监佩尔·埃里克森，他在20世纪90年代是该博物馆鸟类博物馆的负责人。

英国，伦敦，21世纪初

21世纪初，英国伦敦自然历史博物馆(NHM)哺乳动物博物馆的馆长安西娅·金特里开始提出同样的问题。

Gentry是鸟类和哺乳动物领域的专家。她第一次看到这个标本是在1999年。她听说斯德哥尔摩博物馆展出了林奈描述的一系列标本，并且对它们非常感兴趣。当看到博物馆的工作人员为三个主要的汽车展揭幕时，詹特利几乎屏住了呼吸。那时，汽车里装满了各种各样的罐子，里面装着鸟、松鼠、蝙蝠和其他动物的标本。“这真的让我大开眼界。”詹特利说。

Gentry认为林奈对某些物种的描述与现代物种的命名不相符。2004年，在与丈夫的一次旅行中，她意外地挖出了一张标本的照片。"我告诉他，我不认为这是一头亚洲象。"詹特利回忆道。Gentry的丈夫是古生物学家。他说:“你是对的。这是一头非洲象。亚洲象没有这么大的耳朵。它们的球形头更像非洲象。”

为了测试他的直觉，Gentry在2006年决定分析样本的DNA。那时，科学家已经能够使用基因测序技术来研究具有2000年历史的木乃伊和更古老的尼安德特人化石。Gentry和NHM的同事希望这个没有很长历史的标本包含足够的基因信息来揭示它是来自非洲还是亚洲。不幸的是，样本的基因测序没有成功。此后，来自丹麦哥本哈根大学的古代DNA专家汤姆·吉尔伯特再次尝试，但失败了。吉尔伯特甚至使用了当时世界上最先进的DNA测序方法。

丹麦，哥本哈根，2009

当吉尔伯特告诉蛋白质化学家恩里科·卡佩里尼这件事时，卡佩里尼感到困惑。“为什么谈论大象？”卡佩里尼质疑道。2009年，卡佩里尼作为博士后研究员加入吉尔伯特的实验室，协助吉尔伯特研究谷类作物的本地化。

由于浸泡在纯酒精中300年，大象标本的大部分DNA都被破坏了。但是吉尔伯特得出结论，其他生物分子，如蛋白质，必须是完整的，否则样本将被液化。“蛋白质肯定存在。”他说。卡佩里尼的首要任务是分析胶原蛋白。胶原蛋白是结缔组织和骨骼中的主要蛋白质。吉尔伯特希望卡佩里尼能够从林奈的大象标本中提取蛋白质，然后找到能够区分非洲象和亚洲象的蛋白质。

理论上，卡佩里尼需要分离出一种能够区分非洲象和亚洲象的蛋白质。但是他早期的方法不起作用。虽然胶原蛋白广泛存在于血管和皮肤中，但不同种类的大象之间没有区别。卡佩里尼和吉尔伯特发现了一种可以用于小象食道分化的蛋白质。这种蛋白质是血红蛋白的一部分。亚洲象蛋白质中的氨基酸是天冬氨酸，而非洲象蛋白质中的氨基酸是谷氨酸。卡佩里尼证实了林奈大象标本中含有谷氨酸盐。所有的难题都解决了:林奈的大象模型标本不是亚洲象，而是非洲象。

在指出林奈的错误后，吉尔伯特担心这个发现会对对象分类学领域产生影响。我在想这是否会给分类学家带来混乱，毕竟，他们发现模式标本是错误的。

"不幸的是，动物总是‘狡猾’，分类学家不可避免地会犯错误."吉尔伯特说。

结论

"这是一个非常酷的科学探索故事。"美国华盛顿史密森学会的哺乳动物馆长克里斯·赫尔根说。

吉尔伯特认为，他的团队所做的工作也可以用于其他领域的参考，如古生物学。

吉尔伯特和卡佩里尼也认为蛋白质分析有助于其他物种的研究。例如，他们试图找出为什么已经灭绝的南美哺乳动物人马座看起来像河马，他们正在从NHM的其他模棱两可的标本中提取蛋白质进行分析。(段鑫)

中国科学新闻(2013-114，第三版国际)