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人类距离复活猛犸象、袋狼和旅鸽等灭绝动物还有多远?

作者:admin 发布:2022-06-10 15:58 | 点击数:

引言

2022年5月18日–6月20日,知乎科学发起「写给未来的答案」征集,邀请众多科研专家、青年学者讲述问题的最新研究突破。“人类距离复活猛犸象、袋狼和旅鸽等灭绝动物还有多远?”这个前沿科学问题一直倍受大众关注,古脊椎所邓涛研究员受邀讲述该问题的研究进展。

早在2013年,一支科学家小组就曾讨论过复活24种灭绝动物的可能性,被称为“脱离灭绝计划”。灭绝动物中最受大众关注的包括恐龙、猛犸象、袋狼、斑驴、渡渡鸟、旅鸽等等,但《侏罗纪公园》中借助蚊子叮咬恐龙所吸的血复活了恐龙,大家都知道只是一种科学幻想。不过,对于猛犸象这样的灭绝动物,一些大学、研究机构、商业公司资助的团队一直在尝试,希望利用基因技术将其复活,或者期待带有猛犸象特征的基因修改亚洲象出生。这个问题在理论上是可行的,虽然在技术上还有一些问题,但也有人对此类研究不以为然,认为自然选择、适者生存是生物进化的规律,并没必要执着于复活灭绝生物。

侏罗纪系列电影片段:蚊子琥珀提取恐龙血液

猛犸象是寒带冰原的标志性动物,其特点是其覆盖全身的长毛,以及长而弯曲的象牙。已知最大的猛犸象肩高达到4米,体重达到8吨,有些雄性个体甚至可以达到12吨,是最大的非洲象个体的两倍重量。也是在2013年,科学家在西伯利亚冰层中发现了一具保存相对完好的雌性猛犸象遗骸,它已被冰冻了大约28000年,死亡年龄大约在50~60岁之间。在这具遗骸中可以清晰地看到红色的肌肉,还在其鼻子中成功提取到血液,从左前腿提取到骨髓样本。这头猛犸象的发现进一步为克隆史前灭绝动物带来新的希望,科学家希望利用猛犸象完好细胞进行克隆,最终实现人工复活猛犸象,或者从遗骸中提取DNA,通过基因技术使其复活。

猛犸象尸检,图片来源:Renegade Pictures

象类的演化漫长而复杂,这个大家族曾经是地球上非常繁盛的动物类群,但现在只剩下非洲象和亚洲象。猛犸象和现生大象都属于象类家族中最后的一个支系,被称为“真象”,所以它们之间的亲缘关系更加密切,这为复活猛犸象提供了可能性。不过,虽然在猛犸象中似乎已经解决了遗传物质的来源问题,但要真正地复活猛犸象,与复活恐龙面临同样一个问题,就是必须要提取到活细胞,这依然是非常困难的。即使用CRISPR等基因编辑工具,将从猛犸象残骸上获取的基因拼接到亚洲象的DNA上,从而培育出杂交胚胎,但现在的技术除了需要DNA,还要有细胞核。然而,哪怕是被冰冻在西伯利亚的冰层或冻土中,猛犸象遗骸内的细胞核也已经早就损害。因此,现在想要复活的也不是真正意义上的猛犸象,而是其基因中包含有某些猛犸象性状的“混血儿”。若培育成功,科学家们预测这个“混血儿”将具有小耳朵、厚的皮下脂肪、长毛等特点,是不同于现代热带、亚热带亚洲象的耐冷型大象。

猛犸象血液,图片来源:Renegade Pictures

大家可能要问,复活一只猛犸象拢共分几步?最少要三步:第一步是要有活的猛犸象细胞,这样就可以直接克隆,但在目前发现的猛犸象遗骸中并不存在活细胞,克服的办法是用基因编辑技术,将修复的细胞核放入一个卵母细胞里;第二步要求这个细胞具有全部功能并形成胚胎细胞,但异种卵母细胞克隆很难支持其发育成一个胚胎;第三步为胚胎细胞找到亚洲象代孕母亲并最终发育生产出小象,但很可能因为免疫排斥而导致克隆胚胎不能正常发育。目前的进展或者说激励相关科学家信心的是前两步已经进行试验,相关科学家一直试图将猛犸象基因植入现代亚洲象的细胞中,但目前他们仅对亚洲象基因做出了45项接近猛犸象的修改,而在猛犸象与其现代近亲亚洲象基因组的对比中发现,它们之间有多达1642个不同的基因。因此,第三步的代孕面临着更大的困难,因为猛犸象与亚洲象具有4.7%的基因组差异,而人与黑猩猩的基因组差异才只有1.3%。想要移植胚胎,亚洲象母亲的免疫排斥反应很可能最终导致代孕流产。而且,亚洲象本身也是濒危物种,数量不多,难以获得足够多的受体卵母细胞;亚洲象的生殖间隔长达4~6年,即便可以孕育出猛犸象,周期也会很长。

尝试以基因等特殊形式复活古代动物的做法并不新鲜,早就有人宣称要从事这方面的研究,但在学界一直颇具争议。尽管人类正在攻克复活灭绝物种的方法,但这并不意味着我们就应该开展这方面的工作。更重要的是要回答,复活猛犸象这样的灭绝动物其目的和意义何在?有人认为,猛犸象的复活会提高地球的生物多样性,为人类应对气候变化以及促进当今生物学和医学发展起到一定推动作用。但反对的科学家指出,复活灭绝物种不仅要花费大量资金,还可能会对现有濒危物种的保护“雪上加霜”,在实质上抑制生物多样性。也有科学家认为,人类不应该干涉大自然,无论从空间层面还是从时间层面,复活灭绝物种的想法甚至是“狂妄而愚蠢的”。

猛犸象复原想象图,图片来源:维基百科

从现在的困难和进展来看,至少在近十年内人类还不可能做到复活已灭绝物种。如果将来人类掌握的技术可以做到这一点,则需要警惕被复活物种对现有生态系统可能造成的各种影响。猛犸象一旦成功复活,对于今天的生态环境而言则是源自地球历史深处的外来入侵物种,人类需要耗费巨大资源重建其生活环境。又比如,假设一种已经灭亡而且繁殖能力很强的鼠类复活,这样的“穿越”物种对现有的生态系统来说是一个灾难性的入侵事件。

在生命演化历史中,随着全球气候和生存环境的改变,有物种灭亡,也有新物种诞生。对于在自然进化过程中消亡的动物,如猛犸象、披毛犀、洞熊等,是正常的生物更替,它们已经不属于今天的生态环境系统。猛犸象只是存活于冰河时代的万千物种之一,在生物进化过程中物竞天择,不适者不能生存,从地球上消失是很正常的现象,人类并没有必要执着复活已经灭绝的古代生物。即便通过现代生物技术复活了猛犸象,现在的气候、生态环境已经完全不适合它的生存。一些认为复活猛犸象等灭绝动物可能会填补生态系统中的某些空白的说法,这根本不能成立。例如,虽然猛犸象在冰河世纪曾在西伯利亚大草原生态系统中扮演过重要角色,但这个生态系统已经改变。

近年来一些科学家的努力只能从侧面验证利用基因技术复原一部分生物特征是可行的,但其中涉及诸多如伦理、生态等问题。不同的生态环境是由适合其特点的生物物种组成的,即便未来古生物复活技术成熟,也需慎用。应该严谨制定相关的规划以及法律法规,在可控制的范围内进行试验,确保不影响现有的生态系统。

另一方面,虽然物种灭亡是生物进化的必然规律,但不少物种的消失越来越多地与人类活动相关,近些年物种的消失速度也有加快的趋势。相比猛犸象,对晚近时期因人类活动而灭绝的物种如渡渡鸟、袋狼、斑驴等,进行复活的尝试尚有可取之处,因为它们的生存环境与现代环境差别不大。人类有必要采用技术手段,维护生物多样性,挽救濒危物种,这方面的工作才更重要。

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作者丨邓涛

校审丨侯韡鸿

排版丨刘碧莹

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