
一萬年以前,人類曾經和猛犸象分享著同一個地球。這種龐然大物靠吃草和豆類、灌木、樹皮為生,喜歡群居在西伯利亞一帶的凍土帶上。然而,在4000年前,人類開始建設金字塔時,它們卻消失了,只留下無數殘骸,深埋在厚厚的冰層下面。
托氣候暖化的福,西伯利亞凍土帶溶解的速度越來越快,從而顯露出它隱藏的寶藏。2011年8月,一隊來自韓國和俄羅斯的專家在這片平原上考察時,在亞納河邊的凍巖打了許多深洞。從其中一個深洞中,他們發現了大量猛犸象的殘骸組織,包括完整的大腿骨、毛發、皮膚和脂肪等。這些組織被送到了首爾的Sooam生物技術研究基金會,由培育出世界上第一只克隆狗的韓國科學家黃禹錫(Hwang Woo-suk)的團隊嘗試克隆計劃。
“我們準備將一個取自猛犸象細胞的細胞核植入一頭大象的卵子,以培育出猛犸象的胚胎。然后將胚胎植入亞洲象的子宮內,讓它孕育出來。因為亞洲象是與猛犸象最接近的物種,它們在四百萬年前擁有同一個祖先。”在接受法新社采訪時,黃禹錫介紹,“能找到一個活的猛犸細胞,當然是最理想的,我們可以用它培育出千千萬萬的細胞來,但這個可能性不大。所以我們的B計劃是:從一個保存良好的猛犸細胞中提取出細胞核(它含有同樣的遺傳基因,而且被保存的可能性更高),再把它植入去掉了細胞核的大象卵子中。”
不過,后一種計劃實施起來難度相當大。首先,從一頭活著的大象身上采集卵子,這從來沒有人實踐成功過;而且,提取出的猛犸細胞核中的DNA必須完整無損,這樣才能指揮卵細胞的分解和胚胎形成過程;如果上述任務都成功了,還需要把胚胎植入代孕象媽的子宮里;最后,科學家們需要無盡的耐心。因為象媽從懷孕到分娩,需要整整22個月,而出生的寶寶能否存活又是另一回事。
早在1997年,當英國生物遺傳學家維爾穆特讓一只已經死去6年的芬蘭多塞特羊的復制品“多莉”,由一頭未受精的黑臉羊孕育出來時,克隆技術在生物界的地位從此確立了。科學家們意識到,通過這種方式,人類最終可以像造物主一樣,重新把某種生命帶回來,即使它已經死去了很長時間。
多莉出生三年后,在2000年,世界上最后一只西班牙羱羊死去。這種動物長著一雙威武的大角,喜歡在歐洲比利牛斯山脈的巖石上跳躍。傳說它身上所有部位都有不同的神秘療效,因此最終沒能逃脫人類的捕殺。
2003年,一支西班牙科研團隊決定讓這種羱羊復活。他們從最后一只羱羊的殘骸中提取了冷凍細胞組織,使用當年克隆“多莉”的方法,成功地讓一只山羊生下了這頭羱羊的復制品。可惜的是,羱羊寶寶只活了十分鐘,就因為呼吸衰竭而死(這在早期克隆案例中很常見)。
然而,這是人類歷史上第一次將已滅絕的動物帶回地球。就像哈佛大學醫學院的遺傳學教授喬治·切奇(George Church)所說:“世界上第一架飛機只在天上飛了12秒鐘,你再看看現在?”克隆和復活物種技術在此后十年中,進步速度遠遠超過了飛機。
最早期的克隆技術,是利用凍存的被克隆動物細胞,提取其中的DNA注入一個已經除去自身遺傳物質的卵子中,再通過電擊讓這個卵子開始分裂,等其自行發育成胚胎后,將胚胎植入物種接近的代孕母體中。這種克隆方法的受孕率很低,而且克隆出的動物寶寶出生后很快就會因健康問題死去,就像西班牙羱羊一樣。
另一種復活物種的方法是反向繁育。比如歐洲野牛,這種龐大的古老生物已經被列入瀕危名單,但它留下了非常多的后代,現在許多歐洲家養牛身上都留有它的基因。因此一些歐洲科學家認為,既然現在大部分家養牛身上都有其基因,如果大量繁育它們,再挑選具有歐洲野牛特征的繼續繁育,就可以不斷地培育出越來越接近其老祖宗的牛來。
當然,反向繁育需要漫長的過程,得到的物種隨機性也很強。而早期的克隆方法除了成功率低外,也不是對所有動物都適用,比如鳥類,后者的胚胎是在卵殼里發育的,很難應用上早期的克隆技術。不過,切奇研究出了另一種思路,這就是基因測序技術。
“簡單地說,我們可以拿滅絕物種的DNA和相近的現存物種的DNA做比較,然后,把滅絕物種的DNA片段替換到現存物種的細胞DNA上面去。然后,再用這些混合細胞進行克隆,經過長時間的培育后,出來的動物就有了足夠的滅絕物種的DNA,也會跟滅絕物種很相似了。”切奇目前正和美國加州的非營利組織Long Now Foundation(下稱LNF)合作,進行一個名為Revive & Restore(下稱RR)的“反滅絕”項目。他們著手恢復的第一個滅絕物種是旅鴿。
在19世紀之前,這種鳥類在美國到處都是,它們成群結隊飛過一座城市時,就像大片烏云籠罩過來,離開時則在大街小巷留下厚厚一層鳥糞。人們做夢也想不到數量這么多的物種也會滅絕。但隨著森林棲息地的破壞和人類的捕獵,到了1914年,最后一只野生旅鴿被一個男孩用BB槍打下來后,這個物種宣告滅亡。
在鳥類學家的幫助下,RR項目組找到了保存在博物館的1500只旅鴿標本,并從它們身上提取了DNA。“從標本上提取的DNA質量并不太高,”喬治·切奇承認,“但這些標本上保存著大量的DNA片段,通過把它們排序組合,我們就可以大致描繪出旅鴿的基因組。然后,我們可以復制出一樣的DNA序列,比如說決定旅鴿長尾巴的片段,將它們連接到普通野鴿的干細胞基因組上,再讓這些含有仿造基因組的干細胞轉化成胚細胞,也就是卵子和精子的初期形式。”
將改造過的胚細胞植入野鴿卵內后,它們會發育成胚胎的性器官。孵出的雛鳥看起來還是跟普通野鴿一樣,但它們體內的精子或卵已經帶上了旅鴿的DNA。雛鳥長大和交配后,育出的下一代就會表現出明顯的旅鴿特征了。這樣一代一代培育下去,科學家最終能得出非常接近旅鴿的物種。
盡管到目前為止,切奇和同事還沒能描繪出整個旅鴿的基因組,但他們已經有了相當大的收獲,成功只是時間和金錢上的問題。從理論上說,這種方法幾乎對所有物種都適用。也就是說,即使韓國科學家們在尋找克隆猛犸象的細胞核上遇到了困難,復活猛犸象還是有可能的,只要他們將它的基因組盡可能地描繪和重建,再由亞洲象培育轉化出來就行了。
但是,我們準備好了重新迎接這些動物了嗎?如果人類掌握了復活已滅絕生物的技術,會不會像打開了一個潘多拉魔盒,將地球最終變成一個失控的動物園,就像《侏羅紀公園》所描述的那樣?
LNF的發起人斯蒂沃·布蘭德近期參加了TED和《美國國家地理》合辦的論壇。當介紹他們發起的RR項目時,他說:“我們希望恢復的物種,都是由于人類的活動而滅絕的,因此這只是在彌補人類對地球帶來的破壞而已。有人認為克隆技術是試圖將人類變成上帝,是違背自然規則的,但不要忘了,我們在給其他物種帶來滅頂之災時,已經在把自己當成上帝了。”
RR項目聯合全球的生物學家、環境學家、基因學家等,列出了一張“有復活可能性”的物種列表,里面包括:歐洲野牛、西班牙羱羊、美國栗木、塔斯馬尼亞虎、加州兀鷲,以及猛犸象。在評選的標準中,“復活的可操作性”、“物種重生的必要性”、“它是否可以回到野生環境中生存”等都是重要的考慮因素。
在這些專家看來,恢復滅絕物種,保持生物的多樣性不僅是生態問題,也涉及到醫療領域。許多藥劑的配方就是從大自然中得來的,而有些動物的奇特屬性,也許可以幫助人類找到解決某些醫療難題的方法(比如不孕或艾滋病)。
也有人質疑這種做法的必要性:“保護瀕危物種無疑是非常緊急的,但恢復已經滅絕的物種真的有必要嗎?”紐約石溪大學的進化生物學家約翰·韋恩斯認為,“在我看來,我們投入了大量的資金,最終也只帶回屈指可數的幾種動物,這筆錢和精力是不是更應該花在已有物種的發現和保護上?”
但反滅絕項目的支持者不這么看:“恢復物種的研究,實際上也能幫助科學家找到保護物種的新方法,尤其是一些物種的自身繁殖能力已經很差的時候。另外,克隆技術在最開始肯定是耗資巨大的,等它們的成功率穩定后,成本將會大大降低。”
還有其他問題。單是復活一兩只動物,不代表復活了整個種群。假設揚子鱷哪天滅絕之后,被重新克隆出來,但放回長江后它還是無法在重污染的水中存活,那又有什么意義呢?再假設,如果旅鴿種群被恢復了,而且成功找到了適合棲息的森里,但它們會不會帶來一種罕見的病毒,威脅到另一種生物群呢?
這是個更為復雜的問題,但仍有不少科學家表示樂觀。“12000年前,西伯利亞曾是猛犸象和許多大型草食哺乳動物的天堂。那時候,這是一片郁郁蔥蔥的草原,而不像現在布滿了凍土和苔蘚。”薩哈共和國的生態學家齊莫伏(Sergey Zimov)一直認為,這不是巧合,動物和環境是互相塑造的。“正是猛犸象和其他食草動物的不斷翻踏,保持了這片土地的松軟,動物排泄物也成了草地最好的養分。當動物們消失后,苔蘚和寒冷才將這片土地變成了凍土荒原。”
最近幾年,他已經嘗試把馬、麝香牛和其他大型食草動物帶回西伯利亞,建起一座他稱為“更新世公園” (Pleistocene Park)的生態園。“如果猛犸象也能在那里自由漫步,我會非常開心。不過這可能要等我的孫子輩才能看到了,猛犸象的生長發育時間長著呢。”
理論上來說,我們能復活的都是最近幾萬年之內死去的動物,因為它們至少能留下一些完整的細胞,或是古老的DNA讓我們重建整個動物的基因組。但目前人類能找到的恐龍遺骸都是化石,你知道,石頭是沒有辦法被克隆的,里面提取不出可恢復的DNA。同樣,我們也沒有找到吸過恐龍血又被包進琥珀的蚊子。
——RR的帶頭人斯蒂沃·布蘭德
西班牙羱羊
到目前為止,唯一成功再造的滅絕物種。1999年,最后一只比利牛斯北山羊在西班牙死去,該物種被宣布已滅絕。2009年,科學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(與克隆多莉的方法類似),但出生后幾分鐘就死于肺病。
南歐產的一種野生羊,在世界上現今僅存1000只左右,分布區為科西嘉、薩丁尼亞和塞浦路斯,已成瀕危品種。意大利特拉摩大學在2000年成功克隆出幾只,但出生6個月后去世。
棲息于柬埔寨、老撾、中國等地的亞洲熱帶林地。由于人類侵占了它們的野生棲息地,它們的數量正在減少。2001年在美國愛荷華州,一頭美國牛產下了一頭被稱為“諾亞”的克隆野牛。諾亞最初表現出了良好的狀態,出生后12小時內,能夠獨自站立。但在出生48小時后,諾亞就因患上腸道疾病而??死亡了。
別名白臀野牛,主要分布在東南亞的野生牛種,被世界自然保護聯盟列為受到“嚴重威脅”的物種,過去15年至20年里減少了約85%。2003年,美國研究人員利用冷凍20多年的爪哇野牛皮膚細胞成功克隆出了兩頭爪哇野牛。克隆小牛的遺傳物質來自圣地亞哥動物園瀕危物種繁殖中心。
又稱草原狼或叢林狼,是北美獨有的一種犬科食肉動物,與狼是近親,廣布于阿拉斯加到巴拿馬。被世界自然保護聯盟列在瀕危物種“紅名單”中。2011年,韓國科學家黃禹錫團隊成功克隆出8只郊狼。他們將郊狼的細胞去除核后移植于狗的卵子里,屬于一種異種克隆技術。
澳大利亞的科學家2013年報告,他們嘗試復活一種奇異的蛙類。這種蛙類大約在25年前滅絕。目前,他們只培育出了早期胚胎,而這些胚胎都未能存活下去。
被世界自然保護聯盟列入“紅名單”中的瀕危和近危物種,正被巴西農業研究公司 (Embrapa) 和Brasilia Zoological Garden研究克隆。
曾經是世界上最常見的一種鳥類。據估計,過去曾有多達五十億只的旅鴿生活在美國。由于被人類大量食用而滅絕,絕種年份在1914年。
隨著美洲原始森林的大量消失,瀕臨滅絕,被列入《世界自然保護聯盟》于 2008年瀕危物種紅色名錄ver 3.1。
也叫金狨,是卷尾猴科的一種新世界猴。原產于巴西的大西洋沿岸地區。目前為瀕危動物,野生金獅面狨大約還有1000只,圈養數量為500只。