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科学家拟复活部分灭绝动物引争论

归档日期:05-28       文本归类:麝牛      文章编辑:爱尚语录

  理论上来说,我们能复活的都是最近几万年之内死去的动物,因为它们至少能留下一些完整的细胞,或是古老的DNA让我们重建整个动物的基因组。但目前人类能找到的恐龙遗骸都是化石,你知道,石头是没有办法被克隆的,里面提取不出可恢复的DNA。同样,我们也没有找到吸过恐龙血又被包进琥珀的蚊子。

  一万年以前,人类曾经和猛犸象分享着同一个地球。这种庞然大物靠吃草和豆类、灌木、树皮为生,喜欢群居在西伯利亚一带的冻土带上。然而,在4000年前,人类开始建设金字塔时,它们却消失了,只留下无数残骸,深埋在厚厚的冰层下面。

  托气候暖化的福,西伯利亚冻土带溶解的速度越来越快,从而显露出它隐藏的宝藏。2011年8月,一队来自韩国和俄罗斯的专家在这片平原上考察时,在亚纳河边的冻岩打了许多深洞。从其中一个深洞中,他们发现了大量猛犸象的残骸组织,包括完整的大腿骨、毛发、皮肤和脂肪等。这些组织被送到了首尔的Sooam生物技术研究基金会,由培育出世界上第一只克隆狗的韩国科学家黄禹锡(Hwang Woo-suk)的团队尝试克隆计划。

  “我们准备将一个取自猛犸象细胞的细胞核植入一头大象的卵子,以培育出猛犸象的胚胎。然后将胚胎植入亚洲象的子宫内,让它孕育出来。因为亚洲象是与猛犸象最接近的物种,它们在四百万年前拥有同一个祖先。”在接受法新社采访时,黄禹锡介绍,“能找到一个活的猛犸细胞,当然是最理想的,我们可以用它培育出千千万万的细胞来,但这个可能性不大。所以我们的B计划是:从一个保存良好的猛犸细胞中提取出细胞核(它含有同样的遗传基因,而且被保存的可能性更高),再把它植入去掉了细胞核的大象卵子中。”

  不过,后一种计划实施起来难度相当大。首先,从一头活着的大象身上采集卵子,这从来没有人实践成功过;而且,提取出的猛犸细胞核中的DNA必须完整无损,这样才能指挥卵细胞的分解和胚胎形成过程;如果上述任务都成功了,还需要把胚胎植入代孕象妈的子宫里;最后,科学家们需要无尽的耐心。因为象妈从怀孕到分娩,需要整整22个月,而出生的宝宝能否存活又是另一回事。

  早在1997年,当英国生物遗传学家维尔穆特让一只已经死去6年的芬兰多塞特羊的复制品“多莉”,由一头未受精的黑脸羊孕育出来时,克隆技术在生物界的地位从此确立了。科学家们意识到,通过这种方式,人类最终可以像造物主一样,重新把某种生命带回来,即使它已经死去了很长时间。

  多莉出生三年后,在2000年,世界上最后一只西班牙羱羊死去。这种动物长着一双威武的大角,喜欢在欧洲比利牛斯山脉的岩石上跳跃。传说它身上所有部位都有不同的神秘疗效,因此最终没能逃脱人类的捕杀。

  2003年,一支西班牙科研团队决定让这种羱羊复活。他们从最后一只羱羊的残骸中提取了冷冻细胞组织,使用当年克隆“多莉”的方法,成功地让一只山羊生下了这头羱羊的复制品。可惜的是,羱羊宝宝只活了十分钟,就因为呼吸衰竭而死(这在早期克隆案例中很常见)。

  然而,这是人类历史上第一次将已灭绝的动物带回地球。就像哈佛大学医学院的遗传学教授乔治·切奇(George Church)所说:“世界上第一架飞机只在天上飞了12秒钟,你再看看现在?”克隆和复活物种技术在此后十年中,进步速度远远超过了飞机。

  最早期的克隆技术,是利用冻存的被克隆动物细胞,提取其中的DNA注入一个已经除去自身遗传物质的卵子中,再通过电击让这个卵子开始分裂,等其自行发育成胚胎后,将胚胎植入物种接近的代孕母体中。这种克隆方法的受孕率很低,而且克隆出的动物宝宝出生后很快就会因健康问题死去,就像西班牙羱羊一样。

  另一种复活物种的方法是反向繁育。比如欧洲野牛,这种庞大的古老生物已经被列入濒危名单,但它留下了非常多的后代,现在许多欧洲家养牛身上都留有它的基因。因此一些欧洲科学家认为,既然现在大部分家养牛身上都有其基因,如果大量繁育它们,再挑选具有欧洲野牛特征的继续繁育,就可以不断地培育出越来越接近其老祖宗的牛来。

  当然,反向繁育需要漫长的过程,得到的物种随机性也很强。而早期的克隆方法除了成功率低外,也不是对所有动物都适用,比如鸟类,后者的胚胎是在卵壳里发育的,很难应用上早期的克隆技术。不过,切奇研究出了另一种思路,这就是基因测序技术。

  “简单地说,我们可以拿灭绝物种的DNA和相近的现存物种的DNA做比较,然后,把灭绝物种的DNA片段替换到现存物种的细胞DNA上面去。然后,再用这些混合细胞进行克隆,经过长时间的培育后,出来的动物就有了足够的灭绝物种的DNA,也会跟灭绝物种很相似了。”切奇目前正和美国加州的非营利组织Long Now Foundation(下称LNF)合作,进行一个名为Revive & Restore(下称RR)的“反灭绝”项目。他们着手恢复的第一个灭绝物种是旅鸽。

  在19世纪之前,这种鸟类在美国到处都是,它们成群结队飞过一座城市时,就像大片乌云笼罩过来,离开时则在大街小巷留下厚厚一层鸟粪。人们做梦也想不到数量这么多的物种也会灭绝。但随着森林栖息地的破坏和人类的捕猎,到了1914年,最后一只野生旅鸽被一个男孩用BB枪打下来后,这个物种宣告灭亡。

  在鸟类学家的帮助下,RR项目组找到了保存在博物馆的1500只旅鸽标本,并从它们身上提取了DNA。“从标本上提取的DNA质量并不太高,”乔治·切奇承认,“但这些标本上保存着大量的DNA片段,通过把它们排序组合,我们就可以大致描绘出旅鸽的基因组。然后,我们可以复制出一样的DNA序列,比如说决定旅鸽长尾巴的片段,将它们连接到普通野鸽的干细胞基因组上,再让这些含有仿造基因组的干细胞转化成胚细胞,也就是卵子和精子的初期形式。”

  将改造过的胚细胞植入野鸽卵内后,它们会发育成胚胎的性器官。孵出的雏鸟看起来还是跟普通野鸽一样,但它们体内的精子或卵已经带上了旅鸽的DNA。雏鸟长大和交配后,育出的下一代就会表现出明显的旅鸽特征了。这样一代一代培育下去,科学家最终能得出非常接近旅鸽的物种。

  尽管到目前为止,切奇和同事还没能描绘出整个旅鸽的基因组,但他们已经有了相当大的收获,成功只是时间和金钱上的问题。从理论上说,这种方法几乎对所有物种都适用。也就是说,即使韩国科学家们在寻找克隆猛犸象的细胞核上遇到了困难,复活猛犸象还是有可能的,只要他们将它的基因组尽可能地描绘和重建,再由亚洲象培育转化出来就行了。

  但是,我们准备好了重新迎接这些动物了吗?如果人类掌握了复活已灭绝生物的技术,会不会像打开了一个潘多拉魔盒,将地球最终变成一个失控的动物园,就像《侏罗纪公园》所描述的那样?

  LNF的发起人斯蒂沃·布兰德近期参加了TED和《美国国家地理》合办的论坛。当介绍他们发起的RR项目时,他说:“我们希望恢复的物种,都是由于人类的活动而灭绝的,因此这只是在弥补人类对地球带来的破坏而已。有人认为克隆技术是试图将人类变成上帝,是违背自然规则的,但不要忘了,我们在给其他物种带来灭顶之灾时,已经在把自己当成上帝了。”

  RR项目联合全球的生物学家、环境学家、基因学家等,列出了一张“有复活可能性”的物种列表,里面包括:欧洲野牛、西班牙羱羊、美国栗木、塔斯马尼亚虎、加州兀鹫,以及猛犸象。在评选的标准中,“复活的可操作性”、“物种重生的必要性”、“它是否可以回到野生环境中生存”等都是重要的考虑因素。

  在这些专家看来,恢复灭绝物种,保持生物的多样性不仅是生态问题,也涉及到医疗领域。许多药剂的配方就是从大自然中得来的,而有些动物的奇特属性,也许可以帮助人类找到解决某些医疗难题的方法(比如不孕或艾滋病)。

  也有人质疑这种做法的必要性:“保护濒危物种无疑是非常紧急的,但恢复已经灭绝的物种真的有必要吗?”纽约石溪大学的进化生物学家约翰·韦恩斯认为,“在我看来,我们投入了大量的资金,最终也只带回屈指可数的几种动物,这笔钱和精力是不是更应该花在已有物种的发现和保护上?”

  但反灭绝项目的支持者不这么看:“恢复物种的研究,实际上也能帮助科学家找到保护物种的新方法,尤其是一些物种的自身繁殖能力已经很差的时候。另外,克隆技术在最开始肯定是耗资巨大的,等它们的成功率稳定后,成本将会大大降低。”

  还有其他问题。单是复活一两只动物,不代表复活了整个种群。假设扬子鳄哪天灭绝之后,被重新克隆出来,但放回长江后它还是无法在重污染的水中存活,那又有什么意义呢?再假设,如果旅鸽种群被恢复了,而且成功找到了适合栖息的森里,但它们会不会带来一种罕见的病毒,威胁到另一种生物群呢?

  这是个更为复杂的问题,但仍有不少科学家表示乐观。“12000年前,西伯利亚曾是猛犸象和许多大型草食哺乳动物的天堂。那时候,这是一片郁郁葱葱的草原,而不像现在布满了冻土和苔藓。”萨哈共和国的生态学家齐莫伏(Sergey Zimov)一直认为,这不是巧合,动物和环境是互相塑造的。“正是猛犸象和其他食草动物的不断翻踏,保持了这片土地的松软,动物排泄物也成了草地最好的养分。当动物们消失后,苔藓和寒冷才将这片土地变成了冻土荒原。”

  最近几年,他已经尝试把马、麝香牛和其他大型食草动物带回西伯利亚,建起一座他称为“更新世公园” (Pleistocene Park)的生态园。“如果猛犸象也能在那里自由漫步,我会非常开心。不过这可能要等我的孙子辈才能看到了,猛犸象的生长发育时间长着呢。”

  到目前为止,唯一成功再造的灭绝物种。1999年,最后一只比利牛斯北山羊在西班牙死去,该物种被宣布已灭绝。2009年,科学家利用保存的最后一只比利牛斯北山羊的DNA克隆了一只新生的羊(与克隆多莉的方法类似),但出生后几分钟就死于肺病。

  南欧产的一种野生羊,在世界上现今仅存1000只左右,分布区为科西嘉、萨丁尼亚和塞浦路斯,已成濒危品种。意大利特拉摩大学在2000年成功克隆出几只,但出生6个月后去世。

  栖息于柬埔寨、老挝、中国等地的亚洲热带林地。由于人类侵占了它们的野生栖息地,它们的数量正在减少。2001年在美国爱荷华州,一头美国牛产下了一头被称为“诺亚”的克隆野牛。诺亚最初表现出了良好的状态,出生后12小时内,能够独自站立。但在出生48小时后,诺亚就因患上肠道疾病而??死亡了。

  别名白臀野牛,主要分布在东南亚的野生牛种,被世界自然保护联盟列为受到“严重威胁”的物种,过去15年至20年里减少了约85%。2003年,美国研究人员利用冷冻20多年的爪哇野牛皮肤细胞成功克隆出了两头爪哇野牛。克隆小牛的遗传物质来自圣地亚哥动物园濒危物种繁殖中心。

  又称草原狼或丛林狼,是北美独有的一种犬科食肉动物,与狼是近亲,广布于阿拉斯加到巴拿马。被世界自然保护联盟列在濒危物种“红名单”中。2011年,韩国科学家黄禹锡团队成功克隆出8只郊狼。他们将郊狼的细胞去除核后移植于狗的卵子里,属于一种异种克隆技术。

  澳大利亚的科学家2013年报告,他们尝试复活一种奇异的蛙类。这种蛙类大约在25年前灭绝。目前,他们只培育出了早期胚胎,而这些胚胎都未能存活下去。

  被世界自然保护联盟列入“红名单”中的濒危和近危物种,正被巴西农业研究公司 (Embrapa) 和Brasilia Zoological Garden研究克隆。

  曾经是世界上最常见的一种鸟类。据估计,过去曾有多达五十亿只的旅鸽生活在美国。由于被人类大量食用而灭绝,绝种年份在1914年。

  随着美洲原始森林的大量消失,濒临灭绝,被列入《世界自然保护联盟》于 2008年濒危物种红色名录ver 3.1。

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