董子凡 刑立達
克隆猛犸象
風靡全球的美國大片《侏羅紀公園》里有這樣一個場面:科學家從恐龍化石中提取出DNA,用它復制了恐龍。當然這只能是科學幻想,科學家認為,完整的DNA最多只能保存10萬年,生活在幾千萬年前的恐龍幾乎不可能通過克隆重生。那么,那些滅絕時間不算太長的動物呢?一些人把目光轉向了猛犸象,這是一種10000年前滅絕的史前大象,在西伯利亞的凍土中冰封著很多它們完整的遺體,也許人們可以利用它們克隆出猛犸象。這可是一個非常誘人的想法。
要克隆猛犸象,第一步要尋找到猛犸象的冰凍遺體。法國探險家伯納德·布格斯一直致力于尋找猛犸象的冰凍遺體,1997年,他在西伯利亞泰米爾半島的一個集市上發現了一根猛犸象的長牙,這是當地雅克夫部落家族的幾個族人在冰原上發現的。
受到鼓舞的布格斯于第二年率隊前往現場發掘,制片商和記者也跟風而至。他們找到了長牙的主人并得知了雄性猛犸象埋葬的地點。經過兩個秋季的辛勤工作,他們終于把一頭死于2萬年前的壯年雄性猛犸象連同包裹著它的冰塊從凍土中分割開來,并用直升機運到幾百公里外的一個冰穴中進行解凍、研究。布格斯相信采用這種方法能保證遺體的完整,將對DNA的破壞減到最小。
2000年底,當吹風機的熱氣終于融化了猛犸象身旁的所有冰層之后,眼前的情景令所有人大跌眼鏡:最終露出來的不是一具完整的、有血有肉的遺體,而只是一副骨頭架子,以及少許的皮毛和皮下組織,肌肉和器官全都腐爛得無影無蹤。看來想從這具“雅克夫猛犸象”體內提取DNA是不可能的了。這一結果太令人失望了,有關“雅克夫猛犸象”的報道也由此銷聲匿跡。
自1997年第一只克隆羊問世以來,通過克隆方法復原滅絕動物似乎不再遙不可及了。猛犸象作為惟一保存有大量完整遺體且具備很高“賣點”的史前哺乳動物,就成了克隆的首選目標。在經歷了“雅克夫猛犸象”的失望之后,一支俄羅斯和日本的聯合考察隊于2002年又在西伯利亞發掘出一頭冰凍猛犸象,并將部分組織運到日本,以期分離出完整的猛犸象DNA。
對于復原猛犸象的前景,科學界的態度并不樂觀。迄今為止,所有的克隆動物都是通過活體細胞核培育出來的,以當前的技術水平還無法利用尸體上的細胞進行克隆。更為關鍵的是,像幾百年前的渡渡鳥標本和萬余年前的猛犸象遺體,盡管看起來完整無缺,但細胞內部的DNA很可能已經支離破碎,就是拼接起來也不再是“原汁原味”了。有科學家認為,即便能生成完好的猛犸象胚胎,還必須將其植入現代大象的子宮內才能繼續發育,出生后也得由大象“養母”撫育,因此不可能再現它們自身特有的種群習性和生活習性。
除此之外,道義上的爭論也一直困擾著復原工作。在當今世界上還有那么多珍稀動物掙扎在滅絕邊緣的情況下,究竟有無必要投入精力讓已滅絕了上萬年的猛犸象復活?或許人類對于它們的滅絕的確負有責任,但已經消失的物種是否就應該讓它們永遠地消失,就像人死后不應受到打擾一樣?當然,在復原猛犸象的技術條件充分具備之前,討論這些問題還為時尚早。目前看來,猛犸象的復活之路充滿艱難,甚至可能永遠不會成功。惟一可信的是,人類對這種史前巨獸的研究不會結束,曾與我們祖先為伴的猛犸象也將繼續活在我們的記憶中。
猛犸象的足跡
除了克隆問題,人們可能還會關心:昔日曾將足跡遍及北半球的許多地區的猛犸象為什么會滅絕?
今天,地球上的象類只剩下三種——非洲草原象、非洲森林象和亞洲象,且在人類的威脅下它們都瀕臨滅絕。然而,象類所屬的長鼻目曾是一個顯赫的家族,從6000萬年前的磷灰象到剛剛滅絕幾千年的猛犸象、美洲乳齒象,地球上曾出現過的象至少有160多種。猛犸象是其中最接近現代大象的一類,也是冰河期的代表動物之一。
猛犸象的祖先最早出現在400萬年前的非洲,此后逐步向歐亞大陸遷徙,進而通過當時因海平面下降而成為陸地的白令海峽進入北美。為了適應從寒帶到溫帶、從大陸到小島的多樣環境,它們也分化出了不同的種類,目前已確定的就有四五種。在冰河期與間冰期反復交替的幾百萬年里,猛犸象頑強地生存了下來,而且占領了極其廣大的生存空間。作為昔日輝煌的見證,猛犸象留下的痕跡遍及北半球的許多地區。從英國到烏克蘭,從中國的黑龍江到俄羅斯的泰米爾半島,以及加拿大和美國的廣大長年不結冰地帶,都曾出土過大量的猛犸象化石。(但除了西伯利亞平原之外,別處還沒有發現過完整的冰凍遺體。)
在猛犸象家族當中,北美南部的哥倫比亞猛犸象最大,成年公象可長到4米高、10噸重,大大超過一般的非洲象;而弗蘭格爾島上的侏儒猛犸象最高不到1.8米。漫游在西伯利亞和北美嚴寒地帶的典型種類——真猛犸象(又稱長毛猛犸象)一般不超過3米高,和亞洲象差不多大,但是由于身軀肥壯,體重可達6—8噸。
從外表上很容易看出猛犸象與亞洲象、非洲象的不同。為了減少熱量散失,它們的耳朵變得較小,象鼻也縮短了。象牙長3到5米而且極度彎曲,個別老公象的長牙甚至扭結在一起(這在象類中是獨一無二的),通常認為這種象牙有助于清理草叢上的積雪。它們的頭顱也長成圓頂狀的“尖腦門”以支持沉重的長牙。猛犸象的皮下還有厚厚的脂肪層,背部的脂肪甚至堆積得像駝峰一樣。當然,漫游在西伯利亞和北美嚴寒地帶的猛犸象最引人注目的還是包裹它們全身的濃密長毛,僅內層絨毛就有10厘米厚,外層毛發長達幾十厘米,“長毛象”之稱正是由此而來。憑借著如此完善的裝備,長毛猛犸象得以適應寒冷的氣候,成為象族中惟一挺進北緯45度以上的類群,并在艱難的環境下繁衍了數百萬年。
然而在大約1萬年前,最后一次冰河期即將結束的時候,久經考驗的它們卻走向了滅絕,只有其中一種——侏儒猛犸象在北冰洋的弗蘭格爾島上又茍延殘喘了數千年,直到4000年前才消失。好在在它們滅絕的前夕,我們的祖先已經學會了繪畫與雕刻,使它們的形象得以永遠留存在藝術作品中。
誰殺死了猛犸象
猛犸象為什么在興旺了10萬年以后于大約2萬年前滅絕呢?科學家們為此爭論不休。
有科學家認為,近200多年來,由于人類對環境和自然資源的破壞,地球上的物種以驚人的速度滅絕,而這種人類活動引起的物種大滅絕其實早在文明出現之前就開始了——1萬年前左右消失的猛犸象、披毛犀、美洲劍齒虎、大懶獸……這些大型哺乳動物有的已經繁榮了幾十上百萬年,卻最終被我們的祖先捕殺殆盡。
這種觀點的考古證明是:北美和南美的大型動物滅絕時間是1.2萬—1萬年前,與人類進入新大陸的時間剛好基本一致。對于生活在北美和南美的大型動物,尤其是列于在自然界幾乎沒有天敵,生存能力又很強的猛犸象而言,人類幾乎是惟一可能的威脅。從我們祖先遺留下來的洞穴壁畫和裝飾中可以推斷,猛犸象在當時肯定是其世界的一個重要組成部分。巨大而笨重的食草動
物是人類早期祖先生存所需的肉類和毛皮的主要來源,因此也可能是捕獵的目標。
在冰天雪地中生活,人類需要從食物中獲取較多熱量以御寒,解決方法就是多打獵、多吃肉;而一頭成年猛犸象就可以提供數噸的肉和油脂,堪稱一座活動的食品庫。人類的近親尼安德特人就是捕獵犀、象等巨獸的能手,他們常常偷襲遷徙中的猛犸象,把它們成群地趕到懸崖下面摔死。人類雖在剛剛進入寒冷地帶時盡量避免與這種可怕的巨獸交鋒,但隨著1萬多年前新式投槍和石制武器的發明,他們的捕獵能力大為提高,有能力對猛犸象種群進行毀滅性的打擊。也許正如人類近代在北美捕殺野牛而最終使其滅絕一樣,人類的捕殺也可能是猛犸象滅絕的主要原因。
然而,這種觀點并非無懈可擊。猛犸象曾擁有極其巨大的數量,它們的突然滅絕也許需要更充分的解釋。考古發掘表明,當時人類的主要獵物是馬鹿、駝鹿和野馬,但它們并沒有因此而滅絕。東歐草原上的早期居民常用猛犸象的骨頭和象牙搭帳篷,但大多數遺骨上都沒有屠宰的痕跡,應該是自然死亡后被人類收集起來的。尼安德特人也不應受到追究,因為他們和猛犸象共同生活了30萬年左右,而且其自身的滅絕還先于猛犸象。至于北美最初的獵人們能否在幾千年中殺光所有的猛犸象等大型動物,答案也因不同的計算方法而有所不同。
根據這種理論,或許人類的捕殺對猛犸象的滅絕起了促進作用,但不是決定性的因素。事實上,人類也不必對自己造成的“物種滅絕”太自責,因為每個物種都像個體一樣有生老病死,不可能永遠存在。在冰河期末滅絕的大型動物中,有許多的確是身體過分特化、已經不適應環境的物種。猛犸象雖然挺過了冰河期的惡劣氣候,但它們的體型畢竟太大,對食物和其他資源的需求很高,難以應對生存環境的迅速變化。馬鹿和野馬的種群可以從人類的標槍下恢復過來,而外強中干的猛犸象在遭到大舉獵殺后就很難再復興了。
現在人們普遍認為,猛犸象的滅絕與地球氣候變化有關。隨著冰川后退、氣溫上升以及后來出現的干旱,猛犸象因無法適應新的生存環境而最終滅亡。
實際上,傳統觀點一直認為,猛犸象是因為不能適應環境的劇烈變化而滅絕的,近年來對當時氣候和生態的分析也傾向于這種看法。在冰河期結束時,北半球的氣候變得溫暖,猛犸象賴以為生的苔原和草原被大片的森林代替,猛犸象不得不向北方更寒冷的地區退卻,食物和生存面積不斷減少,這也減少了它們的種群數量。經過幾千年的持續打擊,昔日的“北方之王”終于走向滅絕。
這種理論難以解釋的是:在以前的氣候變化中,有時氣候突變更為劇烈,但猛犸象并未滅絕。顯然氣候的變化不是惟一的原因。
現在有研究認為,人類進入美洲時可能帶入了新的細菌或病毒,其中一些令當地的猛犸象和其他動物無法抵抗,以致造成大批死亡。有人在猛犸象的基因片段上發現了RNA病毒,它屬于逆轉錄酶病毒。這種病毒經歷了成千上萬年的繁衍、進化,并仍然存活著,說明它對生物的基因染色體有著重要的影響。這就為解開猛犸消亡之謎展現了新的曙光。此類事情在今天也不罕見,例如在非洲爆發的埃博拉病毒具有極強的傳染性,傳染速度很快并且致命,人類幾乎沒有什么抵抗能力。
迄至今日,猛犸象滅絕的原因仍然是個未解之謎,也許人類永遠部無法知道。