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生物学家准备采用新技术来复活灭绝动物

逍遥摘要:这是上个世纪的侏罗纪公园之梦。现在,生物学家们打算用新技术来复活灭绝动物。不过,这真的好么?日本科学家KatsuhikoHayashi在实验室里,用编辑过的老鼠上皮细胞造出了八只小老鼠。现在他又在北白犀牛身上施展相同的魔法了(北白犀牛已处于极度危险的境地:世界上只有三只,而且都有生殖问题)。

生物学家准备采用新技术来复活灭绝动物

已灭绝的大海雀

日本科学家 Katsuhiko Hayashi 在实验室里,用编辑过的老鼠上皮细胞造出了八只小老鼠。现在他又在北白犀牛身上施展相同的魔法了(北白犀牛已处于极度危险的境地:世界上只有三只,而且都有生殖问题)。以上场景只是他宏伟目标的一小部分,而他真正的目标是复活灭绝物种(De-extension)。

在我们生活的时代中,正发生着历史上最严重的生物灭绝,平均每天有 100 个物种从这个星球上永远消失。从偷猎到环境污染,再到气候变暖,人类皆是罪魁祸首。

与此同时,生物技术的日新月异使我们得以操控基因和生命,也让我们看到了挽救生物灭绝的曙光。科学家们都在争先恐后地抢占技术高地,在一些人打算拥抱这个令人兴奋的时代时,另一些人却对干预自然法则感到忧心重重。

复活灭绝物种的之路

很多重大科学发现都属于“意外收获”:弗莱明在实验中意外发现了青霉素,凯库勒一觉醒来悟出了苯环结构,奥斯特一不留神发现了电流的磁效应,或许还要算上砸牛顿的苹果。灭绝物种复活也有一些“意外因素”。

生物学家准备采用新技术来复活灭绝动物

一块 4000 万年前的波罗的海琥珀,里面有一只保存完好的雌性苍蝇。Roberta 花了几天时间,用小钳子和玻璃刀片将苍蝇的内部器官做成超薄切片,并在电子显微镜下进行观察。

Roberta 在 4000 万年前的琥珀中发现了细胞核!这一重大发现成了 1982 年《Science》的封面文章,学术界一下炸开了锅。既然有了包含生物完整基因的细胞核,那么古 DNA 能否复苏呢?

这一发现很快引起了另一个研究小组的注意,他们加入了 George 的研究,组成了复活小分队(Extinct DNA Study Group)。1983 年,复活小分队成员在蒙大拿州的博兹曼市首次(也是唯一一次)会面。

果然,几个智慧的头脑在一起就擦出了火花:远古时期的蚊子肯定叮过恐龙,恐龙的白细胞就保存在蚊子体内,如果这只蚊子刚好被滴落的树脂困住,它就会成为科学家手中的琥珀。科学家可以将完整的白细胞核移植到去核的青蛙卵中,然后用标准的组织培养方法就可以在实验室中培育出恐龙组织。

科学家们难以抑制内心好奇,于是决定进行秘密研究。在科学的世界,疯狂与真理之间并没有明显界限。George 等人还考虑到了今天仍困扰科学家的伦理困境:复活灭绝物种的好奇心是否应当受到谴责?远古物种能否适应当代环境?它会不会释放潜伏的病原体而传染疾病?

首例复活的灭绝物种

《侏罗纪公园》这部经典小说正是受到了 George 的启发而诞生的,该书的作者 Michael Crichton 还曾拜访过 George 的实验室。在《侏罗纪公园》首映之夜,George 的儿子,同为生物学家的 Hendrik Poinar 在接受采访时表示:复活恐龙是绝不可能的。这或许不是人们所期待的答案,但确实最幸运的结果。

在之后的十几年里,古 DNA 测序在当时的生物学界掀起了一阵“淘金热”,这份狂热却使研究人员失去了理性。很多人想利用史前遗传物质揭开史前物种的神秘面纱,他们用当时最先进的聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)技术,复制了上百万份退化的远古 DNA 片段。

他们争先恐后地发布更古老的 DNA 序列,最荒唐的是有人声称从恐龙骨化石中测得了 8000 万年前的 DNA 序列。但是狂热散尽,淘到的不是金子,而是笑柄。PCR 所复制的 DNA 片段多数为受人类和微生物污染的 DNA,所谓的恐龙 DNA 也不过人类的 Y 染色体。

生物学家准备采用新技术来复活灭绝动物

庇里牛斯山羊

其实,当研究人员在为自家的 DNA 争得名分之时,世界上首例复活的灭绝物种已悄然登上历史舞台。2003 年,西班牙科学家用与克隆羊多利相同的方法成功复活了已经灭绝的庇里牛斯山羊(Pyrenean ibex)。

科学家将最后一只庇里牛斯山羊的完整细胞核注入到 400 个去核的山羊卵中,之后有将这些卵植入野山羊等代孕母体中。7 只受孕山羊中,有 6 只流产,另外一只通过刨腹产产下一只庇里牛斯山羊幼崽,但由于出生时肺部已经损坏,仅仅存活了 10 分钟。

什么样的物种该被复活?

即使是复活灭绝物种的支持者也不得不承认它的昂贵和冒险,而且,最大的问题会是:到底哪个物种需要被复活?

哈佛大学的遗传学家 George Church 称,他能在两年内创造出一个混种猛犸象的胚胎。不过,要完全还原猛犸象是不可能的。

生物学家准备采用新技术来复活灭绝动物

不过如果我们的初衷是保护生态,动物知名度其实没那么重要。“我最关心的是物种的功能性损失”,加州大学圣芭芭拉分校的生态学家 Dauglas McCauley 说,“如果一个物种在大自然中有着不可替代的位置,那么它的灭绝也会导致很多其它物种的灭绝。”

这个标尺让恐鸟成为了复活的首选对象。

恐鸟是一种不会飞的巨型鸟,曾经在新西兰繁衍茂盛,由于森林的滥伐和大量的捕杀,恐鸟于 600 年前灭绝。它的消失直接导致依赖它传播种子的植物濒临灭绝,所以恐鸟在生态系统中有着无可替代的作用。

但是 McCauley 和他的同事认为,决定一个被复活的物种还需考虑另外两个标准。第一,应该复活在过去 50 年内灭绝的物种,因为绝大多数史前动物已经无法适应现代环境;第二,注意力应该放到那些复活后可以大大加强生态系统功能性的物种身上。

生物学家准备采用新技术来复活灭绝动物

恐鸟

虽然恐鸟在几个世纪之前就灭绝了,它仍然满足其中的几项标准。研究者认为现在的环境很适合恐鸟栖息,不过,创造相当规模的恐鸟还是前景渺茫,因为它的基因过于特别,即使基因得以复建,很难找到一种代孕动物还为其孕育胚胎。

用科技复活生物还面临着很多其它挑战,最大的挑战就是我们能否百分之百重现原来的基因。由于线粒体的 DNA 处于细胞核之外,通过生殖性克隆的胚胎会携带代孕者的线粒体 DNA,这会不会影响到克隆体的运动机能现在还是一个未知数,虽然我们可以通过基因编辑技术,将缺失的基因用某个近亲物种的基因代替,但是这样做也会有很大风险。

更重要的一点是,复活灭绝物种并不是用创造新物种的方式来复活某个物种。如果你想通过修改一头大象的基因让猛犸象复活,你得到的将是猛犸象和大象的混合体。同理,通过猜测来填补缺失的基因也会得到与原物种完全不一样的新物种。

科学需要在聚光灯下进行

过去,科学家行事如同鬼子偷袭:悄悄进村,打枪的不要。他们秘密研发,低调地商业化,然后给平淡的生活抛一颗科技炸弹,人们才猛然惊醒。试管婴儿、克隆羊多利、转基因生物皆是如此。但在遭遇一系列科技轰炸之后,公众开始向科学反击,质疑科技背后的伦理道德。这不是科学家想要的结果,他们一直坚信科技是造福于社会的。

科技本身并没有错,错在科技的传播方式。科学家应当向公众坦诚,科学需要在聚光灯下进行。

生物学家准备采用新技术来复活灭绝动物

不过考虑到所有的风险因素,我们还是让灭绝动物留在历史书里吧。生态系统是一个十分复杂的系统,恢复消失的物种也许并不是一个明智的选择,增加基因多样性也并不足以阻止一个物种的衰落。

杜克大学的生态学家 Stuart Pimm 就认为复活灭绝物种完全是在浪费时间。他看到太多放归圏养动物的实验以失败告终,这是大自然对人类过分干预发出的警告。甚至,人类也许会将防止生物灭绝的初衷抛到脑后,转而沉迷于用高科技抹掉对环境的破坏。

2013 年 3 月,在乔治的复活小分队成员首次会面的 30 年后,George 的儿子 Hendrik Poinar 登上了 TEDx 大会的讲台,在爆满的会议厅为人们讲述了复活灭绝物种的故事。

生物学家准备采用新技术来复活灭绝动物

Hendrik 讲到自己小时候会幻想远古的虫子会从琥珀中爬出来,他讲到猛犸象是如何从繁盛到衰落又走向灭亡。亨德里克背后的大屏幕上是一张承载父子二人梦想的照片——一块包裹昆虫的琥珀。

演讲结束时,Hendrik 说了一段发人深思的话:孩子们会惊喜于从冻土中走出的巨兽,大人们必须要为自己的行为负责。

“我们应该复活灭绝物种吗?”

“当然,只要我们可以做到。”

“这是科学家的傲慢与偏见。”

“ ··· ”

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