古生理學（paleophysiology），研究古生物機體在活著的時候如何運轉，生物技術的最新發展已經使得我們有辦法重新構建滅絕動物的古基因，並進而復原這些基因所編碼的蛋白質——這些蛋白質組成並驅動的細胞機器，構成了這些動物生命活動的基礎。
基本介紹
- 中文名：古生理學
- 外文名：paleophysiology
- 研究內容：古生物機體在活著的時候如何運轉
- 研究對象：骨骼和牙齒化石
出現背景,研究難點,科學研究,發展前景,
出現背景
科學家一直主要依靠骨骼和牙齒化石，來重塑史前生物。骨架能夠告訴科學家這些古生物的體型大小和身體形態；骨骼上的肌肉附著點顯示了這些生物究竟有多么強壯，以及它們可能的移動方式；牙齒形狀和磨損程度則揭示了它們的食物種類。總而言之，研究者們必須想方設法從這些堅硬的化石中獲取大量的信息。在某些偶然的情況下，他們會有機會獲得保存完好的乾屍或者凍屍。這使得研究者們能夠得到更多細節用以重塑，例如毛髮的長度、耳朵的形狀、動物最後一頓晚餐所吃的東西等等。儘管科學家已經能夠推斷過去生命體的物理特徵，但對於維持它們生存的生理活動，人們卻知之甚少。
因此，人們唯一的希望就是去研究那些從化石中提取出來的破碎的DNA小片段。利用這些基因片段拼湊出一段完整的基因，並將它們植入活細胞中，誘導這些細胞產生那些曾經控制過這些生理活動的蛋白質。然後，人們通過與這些滅絕動物的現代近親作比較，來仔細研究這些蛋白質是如何在它們體內運轉的。
研究難點
不管保存環境如何理想，在死亡很久的樣品體內，存留DNA的量都是非常少的。而且，由於化學損傷，DNA會高度片段化，顯得支離破碎。在活著的生物體內，存在兩種DNA：一種是簡單的環狀DNA，存在於產生能量的細胞器——線粒體中；另一種則更為複雜，它們存在於細胞核中。早期關於古DNA的研究都集中線上粒體DNA上，因為它們遠比核DNA豐富得多：每個細胞擁有上百個線粒體，但卻只有一個細胞核。可是，線粒體DNA在一個細胞全部的遺傳物質中只占非常小的一部分，它們所編碼的蛋白質也屈指可數，而且都僅用於線粒體內。真正重要的是核DNA。
科學研究
科學家一開始認為，不可能獲得足夠的核DNA用於研究已經滅絕的古生物。然而在1999年，阿萊克斯·格林伍德(Alex Greenwood，現任職於德國柏林的萊布尼茨研究院，負責動物學和野生動物研究)及其同事發表文章稱，他們發現的證據表明，在凍土層中的遺骸里所包含的核DNA小片段能夠保存數萬年之久，並且其數量足夠用於科學分析。
麥可·霍夫瑞特借用一種叫做多重PCR的技術，分子生物學家經常用這一技術從現存生物體內獲得多重DNA拷貝。這使得人們在研究滅絕生物體生理機能的道路上掃清了一個極其關鍵的障礙。這一實驗技術可用於古DNA研究的首個證據，便是霍夫瑞特於2005年所發表的研究成果。
這些開創性的研究明確證實，可見表型的基因重現如今是可行的。科學家準備用這些有力的新工具，去研究滅絕物種的生活過程——這是真正的古生理學。
發展前景
古生理學的研究讓科學家能準確地對一種滅絕物種的重要生理活動進行分析，就像人們研究現存動物的生理活動一樣。
雖然這樣的未來讓人非常興奮，但是科學家分析古生理學的能力實際上非常有限。理想的情況是，人們能夠在生物體內研究那些滅絕了的蛋白質。因為，蛋白質的很多性質都只有在活體中才能觀察到。可是，短期內人們卻沒有辦法實現這種研究，因為這需要讓滅絕物種復活過來。
截至2012年10月為止，科學們只能讓自己滿足於在試管和人工培養的細胞中觀察古蛋白。科學們已經著手運用這些技術，去研究其他滅絕生物的生理活動，包括乳齒象(mastodon)以及剛剛滅絕的極地海洋哺乳動物——史德拉海牛(Steller’s sea cow)。不得不說，要克隆這些動物是一項極為複雜的工作，即使在不遠的將來，這一切也應該只能存在於幻想之中。同時，科學們將會繼續一個蛋白質接著一個蛋白質地來賦予這些早已從世界上消失了的野獸們以生命。
